Was sind Chromatin und Chromosomen?

Ein Chromosom ist eine stark komprimierte Form von Chromatin.

DNA, die Substanz, die f├╝r die Expression des Erbguts aller lebenden Organismen verantwortlich ist, ist ein langes, enges Molek├╝l, das aus einem Zucker-Phosphat-R├╝ckgrat besteht, das eine pr├Ązise Sequenz von kleineren Molek├╝len, die Nukleotidbasen genannt werden, unterst├╝tzt. Zellen lesen Abschnitte der DNA, die Gene genannt werden, um die Produktion von Proteinen zu kontrollieren, die die Eigenschaften der Zelle bestimmen. Chromatin und Chromosomen sind verschiedene Formen des gleichen Materials und verpacken DNA-Molek├╝le, die in winzige Zellen passen und dort funktionieren.

Verpackungsherausforderung

Eukaryotische Organismen, die alle bis auf die einfachsten Formen des Lebens umfassen, haben Zellen, die eine zentrale abgegrenzte Region, den so genannten Nukleus, enthalten. Der gr├Â├čte Teil der DNA einer Zelle befindet sich im Zellkern, was eine ziemlich packende Herausforderung darstellt. Wenn man die gesamte DNA in einer menschlichen Zelle ausstreckt, w├╝rde sie sich ungef├Ąhr 3 Meter erstrecken. Die Natur hat einen Weg gefunden, all diese DNA in einen Kern zu stopfen, der nur 1 / 100.000 Meter Durchmesser hat. Die Zelle muss nicht nur die Kern-DNA fest komprimieren, sie muss auch die DNA vern├╝nftig so anordnen, dass eine Zelle auf die Teile zugreifen kann, die sie verwenden m├Âchte.

Chromatin

Chromatin ist eine Kombination aus DNA, Ribonukleins├Ąuren und Proteinen, sogenannten Histonen, die den Zellkern f├╝llen. Die Histone heften sich an und komprimieren die doppelhelikalen DNA-Str├Ąnge. Das Chromatin bildet perlf├Ârmige Strukturen, die Nukleosomen genannt werden, und verdichtet die DNA um den Faktor sechs. Die Perlenkette wickelt sich dann in eine hohle R├Âhrenform, das Solenoid, das 40 mal kompakter ist. Chromatin kann teilweise eine hohe Kompression erreichen, indem es die negativen elektrischen Ladungen neutralisiert, die im gesamten DNA-Molek├╝l vorherrschen und die ansonsten der Kompression widerstehen w├╝rden. Eine Art von Chromatin, genannt Euchromatin, reguliert aktiv die Genaktivit├Ąt, w├Ąhrend Heterochromatin inaktive Regionen des DNA-Molek├╝ls fest gebunden h├Ąlt.

Chromosomen

Wenn sich eine Zelle teilt, bilden sich Chromosomen, wobei sich das spaghettiartige Chromatin noch einmal um den Faktor 10.000 verdichtet. Der resultierende kondensierte K├Ârper ist ein Chromosom, das normalerweise einem gro├čen X ├Ąhnelt. Die vier Arme des X verbinden sich im Zentralteil, dem Zentromer. Die meisten menschlichen Zellen haben 46 Chromosomen in zwei S├Ątzen von 23, wobei jeder Satz von einem Elternteil gespendet wird. Die Chromosomen duplizieren sich und verteilen sich gleichm├Ą├čig auf jede Tochterzelle w├Ąhrend der Zellteilung. Nachdem die Zellteilung abgeschlossen ist, treten die Chromosomen in einen Zeitraum ein, der Interphase genannt wird und sich wieder in Chromatinstr├Ąnge zur├╝ckziehen.

Verdichten und entspannen

Die Transkription findet nur w├Ąhrend der Interphase statt. W├Ąhrend der Transkription kopiert die Zelle spezifische DNA-Gene auf RNA, die sie anschlie├čend in Proteine ÔÇőÔÇőumwandelt. W├Ąhrend der Interphase ist das Chromatin relativ entspannt, so dass die Transkriptionsmaschinerie der Zelle auf DNA-Gene zugreifen kann. Euchromatin umgibt Gene, die zur Transkription in Frage kommen und spielt eine aktive Rolle in diesem Prozess. Heterochomatin bindet an inaktive Teile des DNA-Molek├╝ls. Chromatin kondensiert zu Chromosomen und entspannt sich dann wieder, wenn die Zelle zwischen Teilung und Interphase wechselt.

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