Aufbau der Chromosomen

Chromosomen sind ein essenzieller Bestandteil der Genetik. In der Regel hat ein Mensch 23 Chromosomenpaare.
Chromosomen sind außerdem ein wichtiger Teil des Biologie-Unterrichts in der Oberstufe, aber gleichzeitig kein einfaches Thema.
Dafür hast du jetzt uns. Wie sind Chromosomen aufgebaut? Wie funktionieren sie? simpleclub erklärt dir Schritt für Schritt alles, was du über Chromosomen wissen musst.

Chromosomen einfach erklärt

Unter einem Chromosom versteht man einen Strang aus DNA, in der Erbinformationen, also unsere DNA liegen.
DNA ist die englische Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure. Auf Deutsch sagt man manchmal auch DNS.

Auf einem Chromosom sind die Gene eines Lebewesen festgelegt. Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA und gleichzeitig der Bauplan für Proteine.

Zwei Chromosomen bilden zusammen ein Chromosomenpaar. Auf einem Chromosomenpaar liegen die gleichen Gene, wie zum Beispiel die Haar- oder Augenfarbe eines Menschen. Auf einem anderen Chromosomenpaar liegen dann anderen Gene, beispielsweise die Körpergröße.
Der Chromosomensatz wird dann aus allen Chromosomen zusammen gebildet.

Chromosomen Definition

Chromosomen Aufbau

Damit die ganzen wichtigen Erbinformationen in die Zelle passen, müssen sie in den Chromosomen komprimiert werden. Das heißt die DNA, wird wie auf einer Perlenschnur aufgewickelt und zusammengeschnürt.

Komprimierte DNA bildet den Hauptteil der Chromosomen. Bei Eukaryoten ist die DNA nur wenig aufgewickelt und daher im Zellkern nicht so stark komprimiert. Bei Lebewesen, deren Zellen einen Zellkern besitzen, spricht man von Eukaryoten.

Zwischen den Zellteilungen sind die Chromosomen weniger komprimiert, also gelockert. Dann spricht man davon, dass sie als Chromatin im Zellkern bestehen. Der Zeitraum zwischen den Zellteilungen heißt Interphase.
Für die nächste Zellteilung wird das Chromatin wieder in Chromosomen gewandelt und dadurch komprimiert. Das erleichtert sozusagen den Transport.

Aufbau Chromatin

Chromatin wird das Material genannt, aus dem die Chromosomen aufgebaut sind. Es besteht zum größten Teil aus DNA und verschiedenen Proteinen, die Histone genannt werden.
Die Bestandteile des Chromatin sind also DNA, Proteine (Histone) und Nichthistone (Polymerasen).
In geringen Mengen sind auch RNA, Metallionen, Fette oder Kohlenhydrate vorhanden.

Die DNA wird um ein Histon gewickelt. Dieses Protein und die DNA zusammen sind ein Chromatin.

Diesen Prozess kannst du dir vorstellen, wie das Aufwickeln eines Wollknäuels. Die DNA wickelt sich um acht Histone. Das Päckchen aus DNA und Histonen heißt Nukleosom. Diese Nukleosome sind dann wie die Perlen einer Kette aus DNA. Diese Perlenkette aus Nukleosom und DNA wickelt sich dann immer weiter auf. Sie spiralisiert wie ein Telefonkabel, wodurch Chromatinfäden enstehen. Die Chromatinfäden legen sich in vielen kleinen Schlaufen übereinander und bilden das Chromosom.

Die meisten Chromosomen sind Ein-Chromatid-Chromosomen. Zu einem Zwei-Chromatid-Chromosomen werden sie bei der Zellteilung. Dort erweitert sich das Erbgut auf die doppelte Menge. So entsteht bei der Teilung des Zellkerns die typische X-Form.

Formen des Chromatin

Das Chromatin kann in verschiedenen Formen vorliegen und zwischen den unterschiedlichen Formen wechseln, je nachdem, was gerade gebraucht wird.

Während der Interphase wird die aktive Arbeitsform gebraucht, die auch Nukleosomenkette genannt wird.

In der Arbeitsform liegt das Chromatin vor. Das heißt die DNA ist so weit geöffnet, dass die Gene abgelesen werden können.

Die Zelle braucht diesen Zustand für die Proteinsynthese und während der Interphase.

Während der Metaphase wird die inaktive Transportform gebraucht.

Bei der Zellteilung muss das Erbmaterial kompakt als Chromosomen vorliegen, damit es gleichmäßig auf die beiden Tochterzellen aufgeteilt werden kann. Es ist deswegen stark spiralisiert.
In der inaktiven Transportform können die Gene nicht abgelesen werden.

Chromosomen Funktion

Chromosomen sind Träger des Erbguts eines Individuums. Das heißt, dort liegen Informationen über ein Lebewesen. Das kann zum Beispiel das Aussehen einer Person sein, die Veranlagung für bestimmte Talente oder ein Risiko für gewisse Erkrankungen.

Jede Zelle hat eine festgelegte Funktion, für die sie bestimmte Erbinformationen braucht. Diese Erbinformationen sind in der jeweiligen Zelle aktiv. Die restlichen Gene sind in dieser Zelle dann inaktiv.

Wenn die DNA im Zellkern als ein langer Strang existieren würde, wäre das chaotisch.
Damit Ordnung entsteht, wird die DNA zu Chromatinfäden verdichtet. Für die Zellteilung ist diese Form der Chromatinfäden aber zu kompliziert. Deswegen werden sie zu einem dicken Strang, einem Chromosom, zusammengefasst.

Dank dieses Prozesses wird die Zellteilung einfacher und innerhalb der Mitose und Meiose können keine Spindelfäden durcheinander geraten.

Ein gesunder Mensch hat in der Regel 46 Ein-Chromatid-Chromosomen.
23 dieser Chromosomen werden von der Mutter vererbt, die andere Hälfte vom Vater.
44 von diesen insgesamt 46 Chromosomen heißen Autosomen.
Dazu gibt es in einem menschlichen Körper noch zwei Geschlechtschromosomen. Diese Geschlechtschromosomen nennt man Gonosomen.

Wenn die Anzahl der Chromosomen oder die Struktur der Chromosomen davon abweicht, kann es zu Genommutationen oder Erkrankungen kommen.

Die wohl bekannteste ist Trisomie 21, auch Down-Syndrom genannt. Dabei existiert ein weiteres, also drittes, 21. Chromosom.
Ein weit verbreitetes Anzeichen dafür ist Kleinwuchs. Betroffene sind außerdem eher anfällig für Sehstörungen oder Herzfehler. Auf der anderen Seite verfügen sie aber oft über andere Fähigkeiten, zum Beispiel eine Begabung für Musik.

Geschlechtschromosomen

Männliche und weibliche und Lebewesen besitzen unterschiedliche Chromosomen. Männliche Lebewesen haben ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom, weibliche Lebewesen verfügen über zwei X-Chromosomen.
Damit entscheiden die zwei Gonosomen über das genetische Geschlecht eines Menschen.

Das männliche Y-Chromosom ist wesentlich kürzer als das X-Chromosom. Dieses Y-Chromosom wurde vom Vater geerbt, das X-Chromosom von der Mutter.

Chromosomen Mensch

Du hast schon erfahren, dass ein Mensch in der Regel 46 Chromosomen besitzt. 44 Autosomen und 2 Gonosomen, die Geschlechtschromosomen, bei denen je eins von der Mutter und eins von dem Vater stammt.
Chromosomensätze liegen immer doppelt vor, deswegen spricht man auch von Chromosomenpaaren.

Bei Samenzellen, den Spermien, und Eizellen funktioniert das ein bisschen anders. Sie haben nur einen einfachen Chromosomensatz.

Chromosomen Zusammenfassung

Unser Erbgut liegt in den Chromosomen, somit sind sie dessen Träger.
In der Regel hat ein Mensch 46 Chromosomen. 44 von ihnen sind Autosomen und 2 von ihnen sind Geschlechtschromosomen, die sogenanntes Gonosomen. Durch diese Geschlechtschromosomen wird das genetische Geschlecht eines Menschen bestimmt. Frauen besitzen zwei X-Chromosomen, Männer verfügen über ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom.
Je ein Chromosom wird von der Mutter und dem Vater vererbt. Das Y-Chromosom stammt aber immer vom Vater.

Damit die ganzen wichtigen Erbinformationen in die Zelle passen, müssen sie in den Chromosomen komprimiert werden. Das heißt die DNA, wird wie auf einer Perlenschnur aufgewickelt und zusammengeschnürt.