Chromosomenstruktur

Der im Zellkern enthaltene DNA-Histon-Komplex wird Chromatin genannt und kondensiert zu Chromosomen, die aus einem einzigen Chromatiden oder Schwesterchromatiden bestehen – je nach Zellzyklusstadium.

Ein funktionsfähiges eukaryotisches Chromosom muss ein Zentromer haben, eine DNA-Sequenz, die Schwesterchromatiden verbindet.

Das Zentromer ist auch der Ort, an dem die Kinetochore aufgebaut werden, nachdem sich das Chromosom repliziert hat. Diese Proteinkomplexe ermöglichen es den Mikrotubuli der Spindel, die Chromosomen während der Zellteilung zu bewegen.

Abhängig von der Lage des Zentromers können Chromosomen in vier Hauptkonfigurationen vorliegen.

In der metazentrischen Konfiguration ist das Zentromer zentriert, was zu ähnlich langen Armen führt.

In der submetazentrischen Konfiguration hingegen ist das Zentromer nicht zentriert, was zu unterschiedlich langen Armen führt.

Bei der telozentrischen Konfiguration befindet sich das Zentromer ganz am Ende des Chromosoms, was zu langen, einarmigen Armen führt.

Bei akrozentrischen Chromosomen befindet sich das Zentromer in der Nähe des Endes, was das Aussehen eines "Stiels" und einer "Zwiebel" erweckt.

Diese verschiedenen Konfigurationen kommen natürlich vor und sind daher nützlich für die Identifizierung bestimmter Chromosomen. Zum Beispiel ist das menschliche Y-Chromosom akrozentrisch.

Jedes Chromatid muss auch Telomere an seinen Spitzen haben, die aus nicht-kodierenden repetitiven Nukleotidsequenzen bestehen.

Die Telomere schützen und stabilisieren die Enden der Chromosomen. Wenn ein Chromosom bricht, beginnt es sich am neu geschaffenen Ende, dem ein Telomer fehlt, abzubauen.

Schließlich muss ein Chromosom mehrere Replikationsursprünge haben, d. h. Sequenzen von Nukleotiden, die bestimmen, wo die DNA-Replikation beginnt.

Menschliche Chromosomen enthalten etwa 30.000 Replikationsursprünge, um den Replikationsprozess zu beschleunigen. Wenn ein menschliches Chromosom nur einen Replikationsursprung enthält, würde es über einen Monat dauern, bis ein einzelnes Chromosom repliziert ist.

Wenn sich jedes Chromosom repliziert, beginnend mit mehreren Replikationsursprüngen, werden die resultierenden Schwesterchromatiden am Zentromer mit Telomeren an ihren Spitzen zusammengehalten.

Kurz vor der Zellteilung befinden sich die Chromosomen in ihrem verdichtetsten Zustand. Aus diesem Grund werden Beobachtungen von Chromosomen oft an dieser Stelle des Zellzyklus gemacht.