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Kompaktlexikon der Biologie: Chromosomen

Chromosomen, in den Zellkernen eukaryotischer Zellen vorhandene, fadenförmige Strukturen, die die Träger der genetischen Information und an deren Vererbung beteiligt sind, indem sie während Mitose und Meiose auf die Tochterzellen verteilt werden (Crossing over, Chromatiden). Die Anzahl der Chromosomen pro Zellkern (Chromosomensatz) ist für jedes Lebewesen charakteristisch, wobei die genetische Information auf alle Chromosomen verteilt ist. Der diploide Chromosomensatz des Menschen beträgt 2n = 46, ( vgl. Abb. ) der von Drosophila melanogaster 2n = 8 und der von Arabidopsis thaliana 2n = 10. Vor allem im Pflanzenreich sind in Bezug auf Chromosomenzahlen sehr hohe Werte bekannt. Die C. können in Autosomen und Geschlechtschromosomen unterteilt werden (Mensch: 44 Autosomen, 2 Geschlechtschromosomen). Bei den einige Millimeter langen C. handelt es sich um stark verdichtetes Chromatin.

Der Begriff C. bezog sich ursprünglich auf das stets vorhandene, mit basischen Farbstoffen leicht anfärbbare Material in Zellkernen, das i.d.R. nur während der mittleren Phase von Mitose bzw. Meiose lichtmikroskopisch gut sichtbar ist (Bänderungstechniken, Colchicin). Jedes C. wird durch ein Centromer in zwei Arme gegliedert, sodass sie im Lichtmikroskop nicht nur ihrer Größe nach, sondern auch der Lage des Centromers entsprechend unterschieden werden können (Karyotyp, Karyogramm). Liegt ihr Centromer relativ in der Mitte, spricht man von metazentrischen C. und submetazentrischen C. Liegt das Centromer fast am Ende des Chromosoms, sodass dieses zwei sehr unterschiedlich lange Arme hat, spricht von man akrozentrischen C. bezeichnet ( vgl. Abb. ). Befinden sich die Centromeren im Bereich der Telomere, so wird von telozentrischen C. gesprochen. Bei manchen C. bestehen noch sekundäre Eischnürungen, die als Satelliten bezeichnet werden und die Funktion von Nucleolus-Organisator-Regionen ausüben ( vgl. Abb. ). Weitere charakteristische Merkmale, anhand derer Chromosomen individuell erkannt werden können, sind die Chromomeren genannten Strukturverdickungen, die häufig auftreten und durch unterschiedlich lange interchromomere Abschnitte voneinander getrennt sind. Sie treten immer wieder an denselben Stellen auf.

C. bestehen zu 10 – 30 % aus DNA, zu 40 – 75 % aus Histonen und Nicht-Histon-Proteinen sowie zu 3 – 15 % aus RNA. Die Grundstruktur der Chromosomen ist die DNA-Doppelhelix die zu Beginn der Kernteilung durch Histone und Nicht-Histon-Proteine in einem komplizierten Organisationssystem aus mindestens vier übereinander gelagerten Verpackungen aufspiralisiert wird (Chromatin). Bakterienchromosom, Chromosomenanomalien



Chromosomen: Karyotyp eines Mannes.Die Chromosomen sind in der Metaphase arretiert und ihrer Größe und der Lage des Centromers nach in sieben morphologische Gruppen eingeteilt



Chromosomen: Typen von Metaphasechromosomen. Der Mensch besitzt normalerweise keine telozentrischen Chromosomen



Chromosomen: Charakteristische Merkmale von Chromosomen. a Chromonema, b Chromomeren, c Matrix, d Centromer, e sekundäre Einschnürung, f Satellit

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Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

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Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
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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)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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