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Kompaktlexikon der Biologie: Chromatin

Chromatin, ein filamentöser Komplex des Interphase-Kerns aus DNA und einer Vielzahl von Proteinen (Histone), der sich leicht mit basischen Farbstoffen anfärben lässt. Zu Beginn von Mitose und Meiose verdichtet sich das stark aufgelockerte C. zu den Chromosomen. Im funktionellen Sinn ist C., von wenigen Strukturproteinen abgesehen, alles, was sich in den Chromosomen wiederfindet. Je nachdem, ob C. im Interphasenkern diffus aufgelockert oder aber kondensiert vorliegt, spricht man von Euchromatin, das sich durch eine hohe Transkriptionsaktivität auszeichnet, und dem genetisch inaktiven Heterochromatin. Das so genannte konstitutive Heterochromatin enthält überwiegend hochrepetitive Sequenzen und ist immer kondensiert, wohingegen das fakultative Heterochromatin sich dadurch auszeichnet, dass es reversibel die Eigenschaften von Euchromatin annehmen kann. Ein Beispiel hierfür ist das Barr-Körperchen.

Grundbausteine des Chromatins sind feine fädige, etwa 10 nm dicke Stränge, die Nucleofilamente oder Chromonemen, die aus einer Folge von Nucleosomen aufgebaut sind (Nucleosom). Die Nucleofilamente sind ihrerseits zu einer Überstruktur, der 30-nm-Chromatinfibrille, aufgeknäuelt, die schraubenförmig als Solenoid aufgewunden ist, sodass eine röhrenförmige Struktur entsteht. Weitere Verpackungsstufen des C. stellen die so genannten „C.-loops“ (Chromatinschleifen) und die “minibands“ dar. Sie werden durch einen Komplex aus Nicht-Histon-Proteinen, dem Kerngerüst (nuclear scaffold) zusammengehalten, deren charakteristischer Hauptbestandteil das Enzym DNA-Topoisomerase ist. Durch diese Kompaktierung ist es möglich, dass die DNA des Zellkerns einer Säugerzelle, die mit ca. 6 x 109Basenpaaren einer Länge von ca. 2 m entspricht, in einem Zellkern von 10 μm Platz finden kann. Die DNA ist im Chromatin somit um einen Faktor von ca. 20000 komprimiert. ( vgl. Abb. )



Chromatin: Organisationsstufen des Chromatins. Eine kompakte DNA-Verpackung wird durch mehrere Stufen der Chromatinorganisation erreicht: a) Nucleosomen, b) 30 nm-Solenoide, c) „Chromatin-loops“, d) „minibands“

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Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
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Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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