Chromatinverpackung

In diploiden menschlichen Zellen werden etwa zwei Meter DNA in einem Zellkern mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern komprimiert.

Die DNA bildet zusammen mit den Histonproteinen einen Komplex namens Chromatin. Unter dem Mikroskop ähnelt das ausgedehnte Chromatin Kügelchen auf einer Schnur. Jedes Kügelchen wird als Nukleosom bezeichnet und besteht aus DNA, die um einen Kern aus Histonen gewickelt ist. Die Verpackung in Nukleosomen verkürzt die DNA-Länge um das Siebenfache.

Nach der Bindung von Linker-Histonen werden die Nukleosomen in einem helikalen Array gestapelt, wodurch eine kürzere, dickere Faser mit einem Durchmesser von 30 Nanometern entsteht, die als 30-Nanometer-Faser bezeichnet wird.

Das weithin akzeptierte Solenoid-Modell schlägt vor, dass Nukleosomen in einer linkshändigen Helix mit sechs oder mehr Nukleosomen pro Umdrehung angeordnet sind, wodurch die DNA-Länge um das 50-fache verkürzt wird.

Diese Anordnung stellt sicher, dass aktiv transkribierte oder replizierte Chromatinregionen in einer erweiterten Perlen-auf-einem-String-Form auftreten, während der Rest in der 30-nm-Faserform vorliegt.

Die 30-Nanometer-Fasern wickeln sich dann auf und bilden 300 Nanometer lange Schleifen, die weiter zu 250 Nanometer breiten Spulen verdichtet werden.

Während der Metaphase bilden Chromatinfasern stark kondensierte Chromosomen. Nach der Zellteilung wickeln sich die Chromosomen wieder ab.