Chromosom

Die Chromosomen einer Zelle befinden sich im Zellkern. Sie tragen die genetische Information. Die Chromosomen bestehen aus DNA und Protein, die zu Chromatin kombiniert sind. Jedes Chromosom enthält viele Gene. Die Chromosomen kommen paarweise vor: ein Satz von der Mutter, der andere Satz vom Vater. Zytologen kennzeichnen die Chromosomen mit Zahlen.

Chromosomen sind in jedem Zellkern mit sehr wenigen und speziellen Ausnahmen vorhanden. Das heißt, sie kommen in allen Eukaryonten vor, da nur Eukaryonten Zellkerne haben. Wenn sich Eukaryontenzellen teilen, teilen sich auch die Chromosomen.

Wenn sich eine somatische (Körper-)Zelle (z.B. eine Muskelzelle) teilt, nennt man diesen Vorgang Mitose. Vor der Mitose kopiert die Zelle alle Chromosomen, und dann kann sie sich teilen. Wenn sie sich verdoppeln, sehen die Chromosomen wie der Buchstabe "X" aus. Wenn sie sich verdoppeln, werden die beiden Hälften Chromatiden genannt (siehe Abbildung). Die Chromatiden sind am Zentromer verbunden.

Es gibt 46 Chromosomen in einem Menschen, 23 Paare. Jeder Mensch hat einen Chromosomensatz von seinem Vater und einen passenden Satz von seiner Mutter. Dazu gehört auch ein Paar Geschlechtschromosomen. Die Eizellen der Mutter enthalten immer ein X-Chromosom, während das Sperma des Vaters entweder ein Y-Chromosom oder ein X-Chromosom enthält. Das bestimmt das Geschlecht des Kindes. Um Geschlechtszellen (Gameten) zu produzieren, durchlaufen die Stammzellen einen anderen Teilungsprozess, die so genannte Meiose. Dadurch werden die 23 Paare (diploid) auf 23 Einzelzellen (haploid) reduziert. Diese ergeben, wenn sie durch Befruchtung miteinander kombiniert werden, den neuen Satz von 23 Paaren (haploid).

Verschiedene Tiere haben eine unterschiedliche Anzahl von Chromosomen. Wenn ein Mensch nicht die übliche Anzahl von Chromosomen hat, kann er sterben oder eine oder mehrere Besonderheiten aufweisen. Sie können zum Beispiel eine genetische Störung wie das Down-Syndrom (zusätzliches Chromosom 21) und das Klinefelter-Syndrom (ein Mann mit zwei X-Chromosomen) bekommen. Einige genetische Störungen treten häufiger auf als andere.

Drosphila melanogaster polytene Chromosomen. Dies zeigt die Chromosomenaktivität nach einem Hitzeschock
Drosphila melanogaster polytene Chromosomen. Dies zeigt die Chromosomenaktivität nach einem Hitzeschock

Chromosomen von nicht beißenden Mückenlarven, präpariert und gefärbt
Chromosomen von nicht beißenden Mückenlarven, präpariert und gefärbt

Drosphila melanogaster polytene Chromosomen. Dies zeigt die Chromosomenaktivität nach einem Hitzeschock
Drosphila melanogaster polytene Chromosomen. Dies zeigt die Chromosomenaktivität nach einem Hitzeschock

Schema eines duplizierten und kondensierten eukaryotischen Metaphasen-Chromosoms. (1) Chromatid - einer der beiden Teile des Chromosoms nach der Duplikation. (2) Zentromer - der Punkt, an dem sich die beiden Chromatiden berühren. (3) Kurzer Arm. (4) Langer Arm.
Schema eines duplizierten und kondensierten eukaryotischen Metaphasen-Chromosoms. (1) Chromatid - einer der beiden Teile des Chromosoms nach der Duplikation. (2) Zentromer - der Punkt, an dem sich die beiden Chromatiden berühren. (3) Kurzer Arm. (4) Langer Arm.

Schema eines duplizierten und kondensierten eukaryotischen Metaphasen-Chromosoms. (1) Chromatid - einer der beiden Teile des Chromosoms nach der Duplikation. (2) Zentromer - der Punkt, an dem sich die beiden Chromatiden berühren. (3) Kurzer Arm. (4) Langer Arm.
Schema eines duplizierten und kondensierten eukaryotischen Metaphasen-Chromosoms. (1) Chromatid - einer der beiden Teile des Chromosoms nach der Duplikation. (2) Zentromer - der Punkt, an dem sich die beiden Chromatiden berühren. (3) Kurzer Arm. (4) Langer Arm.

Chromosomen von nicht beißenden Mückenlarven, präpariert und gefärbt
Chromosomen von nicht beißenden Mückenlarven, präpariert und gefärbt

Polyten-Chromosomen

Polyten-Chromosomen sind übergroße Chromosomen, die sich aus Standard-Chromosomen entwickelt haben. Spezialisierte Zellen durchlaufen wiederholte Runden der DNA-Replikation ohne Zellteilung (Endomitose). Polyten-Chromosomen entstehen, wenn bei mehreren Replikationsrunden viele Schwesterchromatiden entstehen, die parallel aneinander haften.

Polyten-Chromosomen finden sich bei Drosophila-Arten und bei nicht beißenden Mücken der Familie Chironomidae. Sie sind auch in einer anderen Gruppe von Arthropoden der Klasse Collembola, einer Protozoengruppe Ciliophora, in Säugetier-Trophoblasten und antipodalen und Suspensionszellen in Pflanzen vorhanden.

Polytenzellen haben eine metabolische Funktion. Multiple Kopien von Genen ermöglichen ein hohes Maß an Genexpression. Bei Drosophila melanogaster zum Beispiel durchlaufen die Chromosomen der Speicheldrüsen der Larven viele Runden der Endoreduplikation. Dadurch werden vor der Verpuppung große Mengen Leim produziert.

Chromosomenpuffs (in der Abbildung zu sehen) sind diffuse, nicht gewundene Regionen des Polyten-Chromosoms. Sie sind Orte der aktiven Transkription.

Polyten-Chromosom
Polyten-Chromosom

Polyten-Chromosomen

Polyten-Chromosomen sind übergroße Chromosomen, die sich aus Standard-Chromosomen entwickelt haben. Spezialisierte Zellen durchlaufen wiederholte Runden der DNA-Replikation ohne Zellteilung (Endomitose). Polyten-Chromosomen entstehen, wenn bei mehreren Replikationsrunden viele Schwesterchromatiden entstehen, die parallel aneinander haften.

Polyten-Chromosomen finden sich bei Drosophila-Arten und bei nicht beißenden Mücken der Familie Chironomidae. Sie sind auch in einer anderen Gruppe von Arthropoden der Klasse Collembola, einer Protozoengruppe Ciliophora, in Säugetier-Trophoblasten und antipodalen und Suspensionszellen in Pflanzen vorhanden.

Polytenzellen haben eine metabolische Funktion. Multiple Kopien von Genen ermöglichen ein hohes Maß an Genexpression. Bei Drosophila melanogaster zum Beispiel durchlaufen die Chromosomen der Speicheldrüsen der Larven viele Runden der Endoreduplikation. Dadurch werden vor der Verpuppung große Mengen Leim produziert.

Chromosomenpuffs (in der Abbildung zu sehen) sind diffuse, nicht gewundene Regionen des Polyten-Chromosoms. Sie sind Orte der aktiven Transkription.

Polyten-Chromosom
Polyten-Chromosom

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