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In jeder Körperzelle steckt sehr viel Erbinformation. Damit diese DNA in den Zellkern passt und bei Zellteilungen geordnet verteilt werden kann, ist sie verpackt. Diese Verpackungseinheiten heißen Chromosomen.
- Du erklärst, was Chromosomen sind und woraus sie bestehen.
- Du unterscheidest DNA, Gen, Chromatin, Chromatid und Chromosom.
- Du beschreibst den menschlichen Chromosomensatz mit Autosomen und Gonosomen.
- Du erklärst, warum Chromosomen bei Mitose und Meiose wichtig sind.
Was ist ein Chromosom?
Chromosomen sind Träger der Erbinformation. Man kann sie besonders gut während der Zellteilung sehen, weil die DNA dann stark verdichtet ist.
Ein Chromosom ist eine aus DNA und Proteinen aufgebaute Struktur im Zellkern. Es enthält viele Gene und hilft, Erbinformation geordnet zu speichern und zu verteilen.
DNA ist also nicht dasselbe wie ein Chromosom. DNA ist das Molekül der Erbinformation. Das Chromosom ist die verpackte Form dieser DNA zusammen mit Proteinen.
DNA ist der Informationsfaden. Chromosomen sind geordnete Verpackungseinheiten dieses Fadens.
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Vom DNA-Faden zum Chromosom
Die DNA einer Zelle ist sehr lang. Würde sie ungeordnet im Zellkern liegen, wäre Zellteilung kaum sauber möglich. Deshalb ist die DNA um Proteine gewickelt und weiter gefaltet.
Chromatin ist die lockere Arbeitsform der DNA mit Proteinen im Zellkern. Vor einer Zellteilung wird Chromatin stärker verdichtet und als Chromosom sichtbar.
Wenn die Zelle gerade nicht geteilt wird, sind die Chromosomen meist nicht als einzelne X-förmige Körper zu erkennen. Die DNA liegt dann lockerer vor, damit Gene abgelesen werden können. Vor der Zellteilung wird sie enger verpackt.
Ein langer Kopfhörerkabel-Salat ist schwer zu verteilen. Wickelst du das Kabel geordnet auf, kannst du es besser transportieren. Ähnlich hilft die Verdichtung der DNA, Chromosomen bei der Zellteilung zu bewegen.
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Chromatid, Centromer und X-Form
Viele Abbildungen zeigen Chromosomen X-förmig. Diese Form ist typisch für ein verdoppeltes Chromosom kurz vor oder während der Zellteilung.
Ein Chromatid ist eine Längshälfte eines verdoppelten Chromosoms. Zwei Schwesterchromatiden sind am Centromer miteinander verbunden.
Vor einer Zellteilung wird die DNA verdoppelt. Dadurch besteht ein Chromosom vorübergehend aus zwei Schwesterchromatiden. Werden diese getrennt, erhält jede Tochterzelle eine passende Kopie.
Ein Chromosom kann aus einem Chromatid oder aus zwei Chromatiden bestehen. Das hängt von der Phase des Zellzyklus ab.
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Der Chromosomensatz des Menschen
Der Mensch besitzt in den meisten Körperzellen 46 Chromosomen. Sie liegen paarweise vor: je ein Chromosom eines Paares stammt von der Mutter, eines vom Vater.
Ein diploider Chromosomensatz enthält jedes Chromosom doppelt. Ein haploider Chromosomensatz enthält jedes Chromosom nur einfach.
Körperzellen des Menschen sind diploid: 46 Chromosomen, also 23 Paare. Keimzellen wie Eizellen und Spermien sind haploid: 23 Chromosomen. Bei der Befruchtung entsteht wieder ein diploider Satz.
Menschliche Körperzellen: 46 Chromosomen. Menschliche Keimzellen: 23 Chromosomen.
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Autosomen und Gonosomen
Die 46 menschlichen Chromosomen werden in Körperchromosomen und Geschlechtschromosomen eingeteilt.
Autosomen sind die Körperchromosomen. Gonosomen sind die Geschlechtschromosomen, beim Menschen X und Y.
Von den 23 Chromosomenpaaren sind 22 Paare Autosomen. Das letzte Paar sind die Gonosomen. Häufige Schreibweisen sind 46,XX und 46,XY. Sie geben die Gesamtzahl und die Geschlechtschromosomen an.
Die Schreibweise 46,XX bedeutet: 46 Chromosomen insgesamt und zwei X-Chromosomen. 46,XY bedeutet: 46 Chromosomen insgesamt, ein X- und ein Y-Chromosom.
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Chromosomen bei Mitose und Meiose
Chromosomen sind besonders wichtig, wenn Zellen sich teilen. Dann muss die Erbinformation zuverlässig verteilt werden.
Die Mitose erzeugt Körperzellen mit gleichem Chromosomensatz. Die Meiose erzeugt Keimzellen mit halbiertem Chromosomensatz.
Bei der Mitose werden Schwesterchromatiden getrennt, sodass zwei genetisch gleiche Tochterzellen entstehen. Bei der Meiose werden Chromosomenpaare und später Chromatiden getrennt. Dadurch entstehen Keimzellen mit nur einem einfachen Satz.
Mitose erhält den Chromosomensatz. Meiose halbiert ihn.
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Veränderungen an Chromosomen
Manchmal verändern sich Anzahl oder Struktur von Chromosomen. Solche Veränderungen können Folgen haben, weil Gene fehlen, zusätzlich vorhanden sind oder an anderer Stelle liegen.
Eine Genommutation verändert die Anzahl der Chromosomen. Eine Chromosomenmutation verändert die Struktur eines Chromosoms.
Ein bekanntes Beispiel für eine veränderte Chromosomenzahl ist Trisomie 21: Chromosom 21 liegt dreimal statt zweimal vor. Bei Strukturveränderungen können Stücke eines Chromosoms fehlen, verdoppelt oder an ein anderes Chromosom angefügt sein.
Anzahl verändert? Genommutation. Aufbau verändert? Chromosomenmutation.
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Zusammenfassung
Chromosomen sind Verpackungseinheiten der Erbinformation im Zellkern. Sie bestehen aus DNA und Proteinen und tragen viele Gene. Locker verpackte DNA heißt Chromatin; während der Zellteilung werden Chromosomen stark verdichtet sichtbar. Ein verdoppeltes Chromosom besteht aus zwei Schwesterchromatiden, die am Centromer verbunden sind. Der Mensch besitzt in Körperzellen meist 46 Chromosomen, also 23 Paare: 22 Autosomenpaare und ein Gonosomenpaar. Mitose erhält den Chromosomensatz, Meiose halbiert ihn für Keimzellen.