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Chromatin

Definition

Als Chromatin wird die Struktur bezeichnet, in der die DNA, also die genetische Information, verpackt ist. Chromatin besteht zum einen aus der DNA, zum anderen aus verschiedenen Proteinen.

Die Funktion des Chromatins ist die dichte Verpackung der DNA. Diese Verpackung ist nötig, da die DNA als solche viel zu lang wäre, um in den Zellkern zu passen.

Chromatin kann in verschiedenen Formen vorliegen. Die beteiligten Proteine bewirken einerseits ein Aufrollen der DNA um Proteine, die Histone genannt werden. Des Weiteren bewirken sogenannte Nicht-Histon-Proteine eine weitere Verdichtung des Chromatins.

Wie ist Chromatin aufgebaut?

Die kleinste Einheit des Chromatins ist der Komplex aus DNA und DNA-bindenden Proteinen. Trotz der starken Verdichtung der DNA, kann diese abgelesen werden.

Allerdings ist das Chromatin nicht homogen aufgebaut. Es gibt Stellen des Chromatins, die stärker verdichtet sind. In diesem sogenannten Heterochromatin befinden sich Abschnitte der DNA, die nicht abgelesen werden.

Die Abschnitte, die hingegen weniger verdichtet sind, werden Euchromatin genannt. Hier befinden sich Abschnitte, die abgelesen werden.

Allerdings können einige Abschnitte des Heterochromatins aktiviert werden. Diese Eigenschaft wird für Gene genutzt, die nicht dauerhaft abgelesen werden müssen.

Epigenetik bezeichnet diese Eigenschaften des Chromatins, die Aktivität der einzelnen Genabschnitte variieren kann. Durch verschiedene Mechanismen kann eine Auflockerung oder Verdichtung des Chromatins erreicht werden.

Was ist die Chromatinstruktur?

Die Chromatinstruktur ergibt sich aus der Interaktion von DNA, Histonen und Nicht-Histon-Proteinen.

Die unterste Stufe der Chromatinstruktur bildet die reine DNA-Kette.

Die darauffolgende Stufe ist die Kombination aus DNA und Histonen. Die entstehende Struktur kann man sich wie eine Perlenkette vorstellen. Die DNA ist um Histone gewickelt, die wiederum in einer schnurförmigen Struktur angeordnet sind. Die Kombination aus DNA und Histon wird auch Nukleosom genannt.

Die nächste Stufe der Chromatinstruktur wird durch eine dichtere Verpackung der einzelnen Nukleosomen erreicht. Die entstehende Struktur wird somit kürzer und breiter. Diese Struktur bildet dann durch eine weitere Kondensation die übergeordnete Struktur des Chromatins. Die enstehende Struktur ist das Chromosom.

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Abbildung Zellkern

  1. Zellkern -
    Nucleus
  2. Äußere Kernmembran
    (Kernhülle)
    Nucleolemma
  3. Innere Kernmembran
  4. Kernkörperchen
    Nucleolus
  5. Kernplasma
    Nucleoplasma
  6. DNA Faden
  7. Kernpore
  8. Chromosome
  9. Zelle
    Celulla
    A - Zellkern
    B - Zelle

Eine Übersicht aller Abbildungen von Dr-Gumpert finden Sie unter: medizinische Abbildungen

Welche Funktion hat das Chromatin?

Wenn man die Funktionen des Chromatins betrachtet, muss man zwischen dem DNA- und dem Protein-Anteil unterscheiden.

Die Funktion des DNA-Anteils ist die Speicherung der genetischen Informationen. Der Sinn der genetischen Information liegt darin, dass die DNA in verschiedenen Schritten abgelesen, und im letzten Schritt aus dieser „Bauvorlage“ ein Protein gebaut wird.

Die Funktion der Proteine, die im Chromatin enthalten sind, ist die Verpackung der DNA. Die Verpackung sorgt einerseits dafür, dass die DNA in den Zellkern passt. Beim Proteinanteil des Chromatins kann man weiterhin zwischen verschiedenen Proteinen unterscheiden.

Die Histone sind Proteine, die die DNA durch ihre Ladung an sich binden. Man kann sich die Histone wie kleine Kabeltrommeln vorstellen, um die die DNA gewickelt wird.

Die anderen Proteine des Chromatins werden Nicht-Histon-Proteine genannt. Diese treten wiederum mit der DNA und den Histonen in Wechselwirkung, dabei wird die DNA weiter komprimiert.  

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Was sind die Chromatinfäden?

Als Chromatinfäden werden die Strukturen genannt, die aus DNA und den Proteinen des Chromatins bestehen. Die DNA als solche ist eine sehr lange Struktur. Die DNA besteht aus Bausteinen, die in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet sind und dadurch die genetische Information speichern.

Da die DNA um die Histone gewickelt wird, entsteht wiederum eine fadenförmige Struktur, die allerdings kürzer ist, als die DNA an sich. Die weiteren DNA-bindenden Proteine, die im Chromatin enthalten sind, führen zu einer weiteren Verkürzung.

Als Chromatinfäden, oder auch Chromatinfasern, wird also ein fadenförmiger Komplex aus DNA und den Proteinen, die an der Verdichtung der DNA beteiligt sind, bezeichnet.

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Qualitätssicherung durch: Dr. Nicolas Gumpert      |     Letzte Änderung: 12.04.2019
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