Organisation der DNA
Lebewesen besitzen in der Regel DNA als Erbmaterial. Diese DNA kann aber in unterschiedlichster Weise strukturiert sein. So ist der Aufbau des Doppelstranges in seiner chemischen Struktur zwar identisch, doch gibt es Anordnungen des Erbgut in linearer Form (z. B. unsere Chromosomen) oder als ringförmige Chromosomen (Bakterien). Beide Strategien haben ihre Vorzüge (siehe auch Kapitel „Gene“) und Nachteile.
Merke
ringförmige oder lineare "Verteilung" der DNA-Information möglich
Je größer das Genom (Erbgut), desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, lineare Chromosomen zu finden. Ein Vorteil: Die Replikation kann an verschiedenen Stellen parallel stattfinden.
Bau der Chromosomen (Eukaryoten)
In Eukaryoten (dies sind i.d.R. höhere mehrzellige Organismen, deren Zellen in jedem Fall einen Zellkern enthalten) ist die DNA in einzelne lineare Abschnitte unterteilt, den Chromosomen. Dies sind bei Drosophila 4, beim Menschen 23. Die genetische Information ist sehr umfangreich (beim Mensch fast 1 Meter DNA-Material!!) und in einer hoch geordneten Form im Zellkern gelagert.
Organisationsebenen der eukaryotischen DNA
- Histonproteine („Lockenwickler“) sind um die DNA gelegt und rollen den „Faden“ auf diese Weise auf. So entsteht ein Nukleosom, das die Länge der DNA auf ca. 1/6 verkürzt. Nukleosomen sind bereits im Elektronenmikroskop als Perlen auf einer Schnur sichtbar.
- 30-nm-Chromatin-Faser: H1-Histon verhilft DNA dabei, die einzelnen Nukleosomen aneinanderzulagern (Rosettenstruktur).
- Schleifendomänen: Die 30-nm-Faser wird zu Schleifen angeordnet (Protein bildet das Anheftungsgerüst), dann faltet sich Chromatin zu.
- Metaphasen-Chromosom: „Schleifen auf Schleifen“ (in Karyogrammen im Lichtmikroskop sichtbar)
Chromosomen sind lineare DNA-Stücke. Im Gegensatz zu bakterieller DNA, die ringförmig vorliegt, sind lineare Chromosomen mit sogenannten Telomeren ausgestattet. Diese Telomere ermöglichen ein möglichst verlustfreies Vervielfältigen der Erbinformation. Telomere sind lange repetitive DNA-Sequenzen, die bei jedem Replikationsschritt etwas gekürzt werden.
Merke
Telomere: Schutz gegen das Verkürzen der DNA in jedem Replikationsschritt
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