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Chromosomen – Bau und Funktion 05:32 min

Textversion des Videos

Transkript Chromosomen – Bau und Funktion

Hallo! Hier siehst du Chromosomen des Menschen und hier sind Chromosomen der Zwiebel. Obwohl Mensch und Zwiebel keine äußerlichen Ähnlichkeiten haben, sehen die Chromosomen beider Organismen ziemlich ähnlich aus. Und das gilt für alle Organismen, die Chromosomen besitzen. Warum ist das so?

In diesem Video möchte ich dir den Aufbau von Chromosomen genau beschreiben und dir erklären warum Chromosomen verschiedener Organismen sich so ähnlich sind.

Alle Lebewesen mit Zellkern, die Eukaryoten, besitzen Chromosomen. Chromosomen enthalten die Erbinformation eines Organismus, also die DNA. Die DNA-Doppelhelix ist zusammen mit vielen Proteinen, den Histonen, zum so genannten Chromatin verpackt. Die kompakte Form eines Chromosoms, die uns als erstes einfällt, wenn wir an Chromosomen denken und die du eben bereits zu Beginn gesehen hast, liegt allerdings nur in einer bestimmten Phase der Kern- und Zellteilung vor. Dann kann man Chromosomen auch im Mikroskop sehen.

In den anderen Phasen des Zellzyklus kann man Chromosomen nicht sehen, da sie dann nicht kondensiert sind, also keine kompakte Form haben. Aber wie ist die DNA in den Chromosomen verpackt?

Die DNA ist dabei auf die Histone aufgerollt und diese Kette ist dann wiederum in sich gedreht, so dass eine ganz kompakte Struktur der DNA-Protein-Kette entsteht. Chromosomen sind also nichts anderes als kondensierte DNA, DNA , die durch Austritt von Wassermolekülen verkürzt wurde.

Der Mensch besitzt 46 Chromosomen, wie du in diesem Karyogramm eines Mannes sehen kannst. Dabei stammen die Hälfte der Chromosomen, also 23, von der Mutter, die andere Hälfte vom Vater. 44 der Chromosomen lassen sich in Pärchen einteilen, die sich jeweils in Größe und Form ähnlich sind.

Diese Pärchen bezeichnet man als homologe Chromosomen. Eines der homologen Chromosomen, die Geschlechtschromosomen, sind beim Mann unterschiedlich: Ein X-Chromosom und ein y-Chromosom. Hier spricht man von heterologen Chromosomen. Frauen besitzen zwei x-Chromosomen.

Wenn wir uns einmal ein Chromosom genauer anschauen, sehen wir, dass es symmetrisch aufgebaut ist: die beiden Chromatiden sind so genannte Schwester-Chromatiden. Sie sind gleich aufgebaut und wurden durch Verdopplung der Erbsubstanz gebildet. Diese Verdopplung ist notwendig, wenn sich eine Zelle teilt und beide Tochterzellen den gleichen Chromosomensatz bekommen müssen.

Wir sehen, dass beide Chromatiden an einer Stelle zusammengehalten werden. Diese Region nennt man Centromer. Die Lage des Centromers kann verschieden sein und damit verschieden lange Chromatidenarme hervorrufen. Die Lage des Centromers kann mittig, metazentrisch, außerhalb der Mitte der Stränge, submetazentrisch, oder nah am Ende der Stränge, akonzentrisch, sein. Die Enden der Chromosomen nennt man Telomere.

Übrigens heißt eine hohe Anzahl von Chromosomen nicht, dass es sich um einen sehr komplexen Organismus handelt. Denn große Teile der DNA sind oftmals Bereiche, die gar keine Gene enthalten, die abgelesen werden. Diese Bereiche sind dann so genannte nicht-codierende Bereiche der DNA, die man früher auch vereinfacht als „junk“ bezeichnet hat, was aus dem Englischen stammt und soviel wie „Schrott“ oder „Abfall“ bedeutet.

Beispielsweise besitzt die Kartoffel 48, das Pferd 64, der Hund 78 und der Acker-Schachtelhalm sogar über 200 Chromosomen. Einige Farnarten besitzen noch mehr Chromosomen. Die Zwiebel, die ich zu Beginn nannte, besitzt übrigens nur 16 Chromosomen. Die Anzahl der Chromosomen sagt also demnach nichts über die Komplexität eines Organismus aus.

Du hast jetzt gesehen, dass Chromosomen aus ganz unterschiedlichen Organismen sehr ähnlich aufgebaut sind. Bei Chromosomen handelt es sich um kondensierte DNA. Die DNA enthält zusammen mit Proteinen eine sehr kompakte Form, die während der Zellteilung notwendig ist. Du hast gesehen, dass ein Chromosom während der Zellteilung aus zwei Chromatiden aufgebaut ist, die am Centromer verbunden sind. Die Enden der Chromosomen nennt man Telomere.

Sehr interessant ist, dass die Anzahl der Chromosomen eines Organismus nicht unbedingt etwas über seine Komplexität aussagt, denn viele Pflanzen haben weit mehr Chromosomen als der Mensch! Tschüss und bis zum nächsten Mal!

22 Kommentare
  1. Hallo Soorya G.,

    der Ploidiegrad bezieht sich auf die Anzahl der Chromosomensätze in einem Zellkern. Wenn Zellen einen Zellkern mit einem zweifachen Chromosomensatz (2n) besitzen, so sind diese Zellen diploid. Bei uns Menschen und den meisten Tieren sind die Zellen des Körpers, mit Ausnahme der Geschlechtszellen, diploid . Die Geschlechtszellen besitzen einen einfachen Chromosomensatz und sind somit haploid.
    Homologe Chromosomen sind Chromosomen, die strukturgleich sind. Der Mensch besitzt 46 Chromosomen. Dabei stammen die Hälfte der Chromosomen, also 23, von der Mutter, die andere Hälfte vom Vater. 44 der Chromosomen lassen sich in strukturgleiche Pärchen einteilen. Diese Pärchen bezeichnet man als homologe Chromosomen.
    Jede diploide Zelle besitzt also einen Satz an homologen Chromosomen.
    Ich hoffe, dass dir dies weiterhelfen konnte!
    Beste Grüße aus der Redaktion

    Von Tatjana Elbing, vor mehr als einem Jahr
  2. Also, was ist jetzt der Unterschied zwischen diploiden und homologen Chromosomen?

    Von Soorya G., vor mehr als einem Jahr
  3. Super zusammengefasst, erklärt und gesprochen.
    Danke

    Von Boldcat, vor mehr als einem Jahr
  4. echt gut gemacht: respekt

    Von Jonas 45, vor mehr als einem Jahr
  5. Sehr hilfreich top

    Von Timbollmann777, vor mehr als einem Jahr
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Chromosomen – Bau und Funktion Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Chromosomen – Bau und Funktion kannst du es wiederholen und üben.

  • Ergänze den Lückentext zum Aufbau der Chromosomen.

    Tipps

    Die kompakte Form des Chromosoms entsteht unter anderem durch den Austritt von Wasser.

    Eu kommt aus dem Altgriechischem und bedeutet echt.

    Lösung

    Chromosomen sind hoch kondensierte Formen der DNA, die nur bei den Eukaryoten vorkommen. Sie bestehen aus zwei Chromatiden, auch Schwesterchromatiden genannt, die über das Centromer miteinander verbunden sind. Liegt das Centromer genau mittig zwischen den Armen der Chromatiden, so bezeichnet man das Chromosom als metazentrisches Chromosom. Die Lage des Centromers kann je nach Chromosom variieren. Damit das Chromosom stabil bleibt und sich die DNA-Strangteile nicht voneinander abstoßen, sind zwischen den DNA-Strangteilen Proteine eingelagert. Diese Proteine bezeichnet man als Histone, wobei es aber noch weitere Proteine gibt, die das Chromosom stabilisieren.

  • Gib an, ob die Aussagen bezüglich der Chromosomen korrekt sind.

    Tipps

    Der Ackerschachtelhalm besitzt mehr als 200 Chromosomen. Pflanzen haben häufig eine große Anzahl an Chromosomen.

    In der Mitosphase des Zellzykluses liegen die Chromosomen in kondensierter Form vor.

    X- und Y-Chromosom gelten nicht als homologes Chromosomenpaar.

    Es gibt auch Polyploidie größer als 2.

    Lösung

    Der Mensch besitzt weniger Chromosomen als eine Kartoffel. Die Anzahl der Chromosomen gibt also keine Auskunft über den Entwicklungsstand eines Organismus.

    So hat der Ackerschachtelhalm sogar 200 Chromosomen. Wie man dem Karyogramm eines Mannes ansehen kann, hat der Mensch 23 Chromosomen, die jeweils in doppelter Ausführung (diploider Chromosomensatz) vorhanden sind. Dennoch gibt es Organismen, die ihre Chromosomen sogar in dreifacher und mehrfacher Ausführung tragen. Die Diploidie ist also keine Regel.

  • Ordne die Eigenschaften den entsprechenden Strukturen zu.

    Tipps

    Männer und Frauen besitzen unterschiedliche Geschlechtschromosomen.

    Bei der Anaphase der Mitose werden die Chromosomen am Centromer in zwei Chromatiden aufgeteilt.

    Lösung

    Das Centromer von Chromosomen kann mittig (metazentrisch), mittig versetzt (submetrazentrisch), oder auch an den Enden der Chromatiden (akrozentrisch) liegen.

    Die Geschlechtschromosomen ausgenommen, liegt jedes Chromosom beim Menschen in zweifacher Ausführung vor. Diese Chromosomenpaare bezeichnet man als homologe Chromosomen. Bei den Geschlechtschromosomen des Mannes ist das nicht so. X- und Y-Chromosomen unterscheiden sich voneinander und werden deshalb als heterologe Chromosomen bezeichnet.

    Wenn in der Mitose die Chromosomen während der Anaphase am Centromer in zwei Chromatiden aufgeteilt werden, so hat man zwei Ein-Chromatid-Chromosomen vorliegen.

    Nicht jeder Organismus besitzt Chromosomen. Nur die Eukaryoten, wie zum Beispiel Menschen oder die Kartoffel, besitzen Chromosomen. Prokaryoten, wie das Bakterium E. coli, besitzen keine Chromosomen.

  • Ordne die Abbildungen nach dem Grad der Kondensation.

    Tipps

    Wenn man ein Handtuch an zwei Enden entgegengesetzt dreht, dann zwirbelt es sich. Dreht man weiter, dreht sich das gezwirbelte Handtuch in sich selbst erneut. Ähnliche Abläufe erfolgen auch bei der Kondensation.

    Die jeweils größere Einheit tritt immer mit sich selbst in Wechselwirkung und zieht sich so zusammen.

    Histone und andere Proteine stabilisieren die DNA.

    Lösung

    Zu Beginn liegt die DNA als Doppelstrang vor. Damit sich die Doppelstrangelemente beim Kompaktieren nicht abstoßen, werden sie um das Protein Histon gewickelt. Damit werden die Wechselwirkungen verhindert. In der Kette aus DNA und Histonen finden sich so wenige Abstoßungsprozesse, dass diese Kette selbst einen noch kompakteren Zustand erreichen kann. Dieses Prinzip kannst du dir wie bei einem Handtuch vorstellen, das du zwirbelst. Irgendwann erreichst du den Punkt, an dem das gezwirbelte Handtuch sich selbst erneut zwirbelt. Probiere es doch einmal aus.

    Damit die kompakte Form noch dichter werden kann, kommt ein weiteres Hilfsprotein hinzu, das die Kette durch die Verhinderung von Abstoßungen stabilisiert. Außerdem kommen viele weitere stabilisierende Proteine hinzu. Am Ende der Kondensation ist das kondensierte Chromosom sichtbar.

  • Bestimme, um welchen Teil des Chromosoms es sich handelt.

    Tipps

    Ein Chromosom besteht aus zwei Chromatiden.

    Der Wortstamm telo stammt aus dem Griechischem und bedeutet Ende.

    Lösung

    Ein Chromosom besteht aus zwei Chromatiden. Diese zwei Chromatiden werden auch als Schwesterchromatiden bezeichnet, da sie identische Kopien voneinander sind. Verbunden sind sie über das Centromer in der Mitte des Chromosom. Die Position des Centromers kann aber dennoch je nach Chromosom variieren. Nicht nur die Chromatiden gibt es in doppelter Ausführung, sondern auch jedes Chromosom liegt zweimal vor. Dabei ist eines der Chromosomen von der Mutter, das andere vom Vater. Diese beiden Chromosomen bezeichnet man als homologe Chromosomen, ausgenommen sind die Geschlechtschromosomen. Die Spitzen eines jeden Chromosoms bezeichnet man als Telomere.

  • Gib an, welche Aussagen zum Karyogramm korrekt sind.

    Tipps

    Anhand der Anzahl der Chromosomenpaare lässt sich bestimmen, um welchen Organismus es sich handelt. Die Anzahl der Paare gibt jedoch keine Auskunft über den Entwicklungsstand des Organismus.

    Männer besitzen ein X- und ein Y-Chromosom. Frauen besitzen zwei X-Chromosomen.

    Homologe Chromosomen besitzen dieselbe Form.

    Lösung

    Am letzten Chromosomenpaar, den Geschlechtschromosomen, lässt sich das Geschlecht bestimmen. Frauen besitzen zwei X-Chromosomen. Männer hingegen besitzen nur ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom. An der Abbildung erkennst du, dass die Geschlechtschromosomen nicht identisch sind. Dem kannst du entnehmen, dass es sich um ein X- und ein Y-Chromosom handeln muss und es sich folglich um einen männlichen Chromosomensatz handelt.

    Die Centromere der Chromosomen können je nach Chromosomenpaar an unterschiedlichen Stellen liegen. Beim ersten Chromosomenpaar liegen sie beispielsweise mittig, also metazentrisch.

    Eine Trisomie 21, also dass das 21. Chromosom in dreifacher Ausführung vorliegt, ist nicht zu beobachten. So etwas passiert, wenn bei der Fortpflanzung von einem Elternteil durch einen Fehler nicht nur ein Chromosom, sondern gleich zwei Chromosomen weitergegeben werden. Mit dem Chromosom der Mutter lägen dann drei Chromosomen vor: Trisomie 21.