Chromosomen: aktive und inaktive Bereiche der DNA

In welchen Organisationsformen liegt das genetische Material in den Zellen von Eukaryoten vor?

• Chromatin in stoffwechselaktiven Phasen (Arbeitsform)

• Chromosom während der Zellteilung (kompakte Transportform)

Durch was wird die DNA in der Zelle geschützt?

• Zellmembran

Wie passt eine 2m lange DNA in einen 5-16 Mikrometer großen Zellkern?

• muss durch Bildung von Nukleosomen verdichtet werden

Wie ist der DNA-Doppelstrang verpackt?

• in Nukleosomen → DNA-Abschnitte sind zweimal um Histone (kugelförmiger Komplex aus 8 Proteinen) gewunden

  zwischen DNA und Histonen besteht wegen unterschiedlichen Ladungen Anziehungskräfte

  Enden der Histon-Proteine ragen als Aminosäureketten aus Nukleosomen heraus → Histonschwänze

• Nukleosomenkette windet sich spiralförmig zu Chromatinfaden → Heterochromatin (hoch geordnet, für Enzyme (z. B. RNA-Polymerasen) kaum zugänglich)

• Weniger verdichtete Teile → Euchromatin (dort können Gene abgelesen werden

→ beide Bereiche können ineinander umgewandelt werden

Wie ändert sich die Packungsdichte der DNA?

• durch Histonmodifikation („Chromatin-Remodelling“) = chem. Veränderungen von Aminosäuren der Histone → sodass sich Anziehungskräfte zwischen DNA und Histonen ändern:

  Methylierung → Verstärkt Anziehungskräfte (durch Anlagerung von Methylgruppen: -CH3)

  Acetylierung → verringert Anziehungskräfte (durch Anlagerung von Acetylgruppen: -COCH3)

  → Verpackungsgrad der DNA ändert sich

Wie ist ein Chromosom aufgebaut?

• Chromatinfäden sind stark spiralisiert (=kondensiert) → 2 kompakte Chromatinfäden (=identische Schwesterchromatiden) sind am Zentromer verbunden → Zwei-Chromatid-Chromosom