Viele Organismen entwickeln sich aus einer befruchteten Eizelle. Sie wachsen, indem sich Zellen teilen. Nach jeder Teilung enthalten die Zellen das vollständige Erbingut, das aus DNA-Molekülen besteht. Die DNA ist ein fadenförmiges Molekül. Beim Menschen findet man 46 dieser DNA-„Fäden“. wobei jeweil 23 von der Mutter, die anderen 23 vom Vater stammen. Sie bilden hintereinander gelegt eine Gesamtlänge von ca. 2m. Der längste DNA-Faden besteht aus 247 Mio Basenpaare mit einer Länge von 8,4 cm.

Worum gehts?

Die DNA, wie sie oben beschrieben wurde, wird vor jeder Kernteilung (Mitose, Meiose) in eine Transportform verpackt. Ähnlich dem Inhalt von Kleiderschränken, der nur durch Zusammenlegen in einen Koffer passt, wird die DNA gefaltet und verdreht bis sie transportabel ist. Die Transportform heißt Chromosom.

Wie ist ein Chromosom aufgebaut und woraus besteht es, damit in jeder Tochterzelle nach der Kernteilung wieder das gesamt Erbgut vorhanden ist?

Das Chromosom

Die Abbildung zeigt ein Chromosom, wie es in der Metaphase der Mitose oder während der ersten Reifeteilung der Meiose beobachtet werden kann. Die DNA ist durch Faltung und Verdrehung maximal verkürzt. Das Chromosom kann transportiert werden.

Chromosomen sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

• Größe
• Lage des Zentromers
• Bänderung: durch Anfärben entsteht ein typisches Bandenmuster

Karyogramm: aufgrund dieser Merkmale lassen sich die Metaphase – Chromosomen ordnen.

Woraus besteht ein Chromatid?

• Jedes Chromatid enthält ein vollständig verkürztes DNA – Molekül. Bei diesen Molekülen handelt es sich um identische Kopien, die vor der Kernteilung durch Replikation hergestellt wurden.

Zusammenhang zwischen DNA und Chromosom

1. Nach der Verschmelzung von Ei- und Samenzelle enthält der Zellkern die Erbinformation des Vaters und der Mutter.
2. Als Vorbereitung auf die Zellteilung wird die DNA verdoppelt (Replikation), damit wieder in jeder Tochterzelle das gesamt Erbgut vorliegt.
3. Die DNA wird zur Verteilung während der Kernteilung (Mitose) maximal verdichtet: das Chromosom.
4. Nach der Kernteilung besteht das Chromosom nur noch aus einem Chromatid (Ein-Chromatid-Chromosom), das heißt aus einem DNA-Molekül.

Durch Festhalten mit der Maus (Drug & Drop) lassen sich die Chromatiden auseinanderziehen.

 Zellzyklus und Karyogramm

• Die folgende Seite zum Zellzyklus verdeutlicht noch einmal den Zusammenhang zwischen Verdopplung der DNA, Chromosom und Kernteilung bzw. Zellteilung.
• Mittels Karyogrammen lassen sich alle Chromosomen eines Lebewesen geordnet darstellen. Dazu verwendet man Metaphase – Chromosomen. Nach dem Ordnen lässt sich etwas über die Chromosomenausstattung der Organismen aussagen.