Chromosom

Metaphase-Chromosomen aus einer menschlichen, weiblichen Lymphozytenzelle, Färbung mit dem Fluoreszenzfarbstoff Chromomycin A3. Die Chromosomen liegen teilweise übereinander. Jedes Metaphase-Chromosom setzt sich aus zwei Tochterchromatiden zusammen, die in Längsrichtung durch einen sich dunkel abzeichnenden Spalt getrennt sind.
Zellkern eines Fibroblasten der Maus. Durch Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung wurden die Territorien der Chromosomen 2 (rot) und 9 (grün) angefärbt. DNA-Gegenfärbung in blau.
Oben: Zellkern eines menschlichen Fibroblasten, in dem alle 23 verschiedenen Chromosomen (1–22, X/Y) per Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) mit einer unterschiedlichen Kombination von insgesamt 7 Fluorochromen angefärbt wurden. Gezeigt ist eine mittlere Ebene in einem dekonvolvierten Bildstapel, der mit Fluoreszenzmikroskopie aufgenommen wurde.
Unten: Falschfarben-Darstellung aller Chromosomenterritorien, die in dieser Fokusebene sichtbar sind, nach Computer-Klassifikation.

Chromosomen (von griechisch χρώμα chrōma ‚Farbe‘ und σώμα sōma ‚Körper‘[1]) sind Bestandteile von Zellen, auf denen Erbinformationen gespeichert sind. Sie kommen bei den Eukaryoten (Lebewesen mit Zellkernen) vor, zu denen Tiere, Pflanzen und Pilze gehören. Ein Chromosom enthält DNA, auf der die Gene codiert sind, und viele Proteine, besonders Histone.Die Bezeichnung „Chromosom“, wörtlich „Farbkörper“, rührt daher, dass diese Strukturen mit basischen Farbstoffen spezifisch angefärbt werden können.

Ohne spezielle Nachweismethoden sind Chromosomen lichtmikroskopisch nur während der Teilung des Zellkerns (Mitose oder Meiose) zu erkennen. Dann haben sie beim Menschen und vielen anderen Arten ein stäbchenförmiges Aussehen. Diese Form bildet sich am Beginn der Kernteilung, während der Prophase heraus und liegt in der anschließenden Metaphase vor (siehe erste Abbildung). In diesem kondensierten Zustand besteht jedes Chromosom zunächst aus zwei parallel liegenden sogenannten Chromatiden. Beide Chromatiden enthalten je eine durchgehende DNA-Doppelhelix, die in beiden Chromatiden identisch ist. In der Anaphase werden die beiden Chromatiden eines Chromosoms getrennt und schließlich den sich bildenden Tochterkernen zugeteilt. Daher erhalten beide Tochterkerne eine identische Kopie der Erbinformation.

Am Ende der Kernteilung gehen die Chromosomen in einen dekondensierten Zustand über, in dem sich die verschiedenen Chromosomen eins Kerns mit klassischen Färbemethoden nicht mehr unterscheiden lassen und ein scheinbar kontinuierliches Chromatin bilden. Die Chromosomen sind nach Anwendung einer speziellen Nachweistechnik (Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung) aber weiterhin als getrennte Einheiten nachweisbar. Auch in der Zeit zwischen Kernteilungen, der Interphase, nimmt also jedes Chromosom im Zellkern einen abgegrenzten Bereich ein, ein Chromosomenterritorium (siehe Abbildungen).Nur in diesem dekondensierten Zustand kann die DNA abgelesen oder dupliziert werden.

Prokaryoten (Lebewesen ohne Zellkern), also Bakterien und Archaeen, besitzen keine Chromosomen im klassischen Sinn, sondern ein oder mehrere, meist zirkuläre DNA-Moleküle, die manchmal als „Bakterienchromosom“ bezeichnet werden, obwohl diese mit den eukaryotischen Chromosomen nicht viel gemeinsam haben. Bei den Eukaryoten liegen fast alle Gene auf den Chromosomen. Einige wenige liegen auf DNA in den Mitochondrien und bei Pflanzen und Algen auch in den Chloroplasten. In den Mitochondrien und Chloroplasten der Eukaryoten ist die DNA ebenfalls ringförmig, ähnlich dem Bakterienchromosom (vgl. Endosymbiontentheorie).

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