DNA, Chromatin und Chromosomen: Grundlagen der Genetik
DNA: Das genetische Material
Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist ein Molekül, das Informationen über alle erblichen Eigenschaften von den Eltern an die Nachkommen weitergibt. Sie bildet das genetische Material. Die DNA setzt sich aus mehreren kleineren Einheiten zusammen, den sogenannten Nukleotiden. Diese sind aneinandergereiht und bilden eine Kette.
Die DNA besteht aus zwei komplementären Strängen, die über stickstoffhaltige Basen miteinander verbunden sind. Diese Stränge sind spiralförmig zu einer Doppelhelix gewunden. Die spezifische Reihenfolge der Nukleotide in der Kette enthält die genetische Information.
Eine einzigartige Eigenschaft der DNA ist ihre Fähigkeit zur Selbstreplikation, also der Erzeugung identischer Kopien. Dies ermöglicht die Übertragung der genetischen Information auf Tochterzellen bei der Zellteilung. Die beiden DNA-Stränge werden durch komplementäre Basenpaarungen zusammengehalten, wobei chemische Bindungen zwischen den gegenüberliegenden Basen entstehen.
Chromatin und Chromosomen
Die DNA im Zellkern ist mit einer Gruppe von Histon-Proteinen assoziiert und bildet sehr lange Filamente, das sogenannte Chromatin. In einer Zelle während der Interphase (der Phase, in der sich die Zelle nicht teilt) liegen diese Chromatinfasern als lockeres Knäuel im Zellkern vor.
Bereitet sich eine Zelle jedoch auf die Teilung vor, zerfällt die Kernmembran. Die Chromatinfasern verdichten sich, werden kürzer und dicker. Diese Strukturen werden nun als Chromosomen bezeichnet. Ein Chromosom besitzt eine charakteristische Verengung, das Zentromer, welches das Chromosom in zwei Arme unterschiedlicher oder gleicher Länge unterteilt.
Anzahl der Chromosomen
- Diploid (2n): Zwei Sätze homologer Chromosomen.
- Haploid (n): Ein Satz homologer Chromosomen.
Beim Menschen gilt: n = 23, 2n = 46 (2 x 23).
Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung verschmelzen bei der Befruchtung die Chromosomen des Spermiums (n = 23) mit denen der Eizelle (n = 23). Der resultierende Embryo besitzt somit 2n = 46 Chromosomen und ist diploid. Dadurch wird die artspezifische Chromosomenzahl beim Menschen wiederhergestellt.