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Chromosomen

Alle bislang bekannten Lebewesen eint der Besitz der Desoxyribonucleinsäure, kurz DNA. Erst seit den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts besteht ein wissenschaftlicher Konsens über die Tatsache, dass die DNA der Träger der Erbinformation ist. Prokaryoten, d.h. bakterielle Zellen, speichern ihre Erbinformation in Form von vielen kleinen ringförmigen DNA-Molekülen, den sogenannten Plasmiden, sowie in einem großen als Bakterienchromosom bezeichneten DNA-Molekül.

Der Bereich in dem sich dieses meist ebenfalls zirkuläre Bakterienchromosom frei in der Zelle liegend befindet, wird als “Kernäquivalent” oder “Nucleoid” bezeichnet. Das Genom von Eukaryoten hingegen, welches sich in ein Chondrom (mitochondriales Genom) und ein Karyom (Kerngenom) unterteilen lässt, weist eine andere räumliche Verortung der Erbsubstanz auf. Das Chondrom besteht aus Plasmid-ähnlicher mitochondrialer DNA (mtDNA) und ist in Form von einigen Kopien der mtDNA in der mitochondrialen Matrix lokalisiert. Das Karyom (Kerngenom) jedoch liegt in Form von vielen verschieden langen und unterschiedlichen Chromosomen im Zellkern (Nucleus) vor. Die Bezeichnung “Chromosom” (zu Deutsch: “Farbkörper”) wurde von W.S. Sutton geprägt, der als erster die “Chromosomentheorie der Vererbung” formulierte und geht auf die Tatsache zurück, dass sich diese DNA-Pakete während der Zellteilung anfärben und als einzelne Objekte im Lichtmikroskop beobachten lassen.

Am Beispiel des Menschen

Chromosomen sind die Speicher unserer Erbinformationen.

Chromosomen sind die Speicher unserer Erbinformationen.

Die Spezies Homo sapiens verfügt über 24 verschiedene Chromosomen, welche sich in die Autosomen 1-22 und die Geschlechtschromosomen X und Y untergliedern. In Spermien- oder Eizellen, welche durch die Reifeteilung (= Meiose) entstehen, befindet sich ein einfacher Chromosomensatz, das bedeutet, dass jeder Chromosomentyp nur einmal vorhanden ist. Man spricht hierbei von einem “haploiden” Genotyp (“n”) mit 23 Chromosomen (1-22, X oder 1-22, Y). Bei der Befruchtung vereinigt sich die Erbinformation der Eltern demnach zu einem vollständigen als “diploid” bezeichneten Chromosomensatz von 46 Chromosomen (“2n”). Im Falle eines Mannes also aus den paarweise auftretenden Autosomen 1-22 und den Gonosomen X und Y. Das Wachstum des Embryos vom 1-Zellstadium “Zygote” angefangen, vollzieht sich durch die Mitose, welche sich von der Meiose insofern unterscheidet, dass hierbei genetisch identische diploide Tochterzellen entstehen.

Aufbau von Chromosomen

Neben der DNA bilden Histone und andere Proteine das “Chromatin”, die Grundsubstanz der Chromosomen. Die meiste Zeit über liegen die Chromosomen ohnehin in dekondensierter Form – wie eine Art Wollknäuel – im Zellkern vor und werden erst zu Beginn der Mitose als einzelne Strukturen erkennbar. Ein Chromosom lässt sich zudem (je nach Stadium des Zellzyklus) in 1 oder 2 Chromatiden unterteilen, lineare und identische Kopien der chromosomalen DNA, welche durch eine als “Centromer” bezeichnete Struktur verknüpft werden. Jedes Chromatid weist einen langen (“q”) und einen kurzen Arm (“p”) auf. Die Enden der Chromosomen werden als “Telomere” bezeichnet.