Genetik

Homologe Chromosomen

Was sind homologe Chromosomen? In diesem Beitrag erklären wir dir was sie sind und wie sie aufgebaut sind. %Du willst noch einfacher lernen? Dann schau dir unser Video zum Thema an! Videoverweis

Inhaltsübersicht

Homologe Chromosomen einfach erklärt

Die Erbinformationen jedes Lebewesens befinden sich in den Chromosomen im Zellkern

Unter einem Chromosom kannst du jeweils einen langen spiralförmigen Doppelstrang – die DNA – verstehen, der um Proteine gewickelt in komprimiert er Form vorliegt. Eine menschliche Körperzelle enthält jeweils 46 dieser Chromosomen, wobei immer jeweils zwei Chromosomen ein Paar bilden (=diploider/doppelter Chromosomensatz). 

Es handelt sich hierbei um sogenannte homologe Chromosomen. Das bedeutet, dass sie in ihrer Größe, Gestalt und Abfolge der Gene%Verweis übereinstimmen. Achtung: Sie sind aber nicht identisch! Ein Chromosom jedes Paares stammt nämlich vom Vater und das andere von der Mutter. 

In der ersten Phase der Meiose werden homologe Chromosomen voneinander getrennt, um Keimzellen wie die Eizelle oder Spermien zu erhalten. Sie stellen die Grundlage der sexuellen Fortpflanzung dar. 

Eine Definition für homologe Chromosomen lautet so:

Homologe Chromosomen Definition

Homologe (griech: homos „gleich“ und logos „Sinn“) Chromosomen sind Chromosomen, die sich in ihrem Aussehen gleichen. In einer menschlichen Körperzelle sind immer zwei Chromosomen homolog und bilden ein Chromosomenpaar.

Homologe Chromosomen Bau

Homologe Chromosomen bestehen, wie alle Chromosomen aus einem langen DNA-Strang.

Chromosomen allgemeiner Bau

Chromosomen bilden sich aus stark komprimierter DNA. Die DNA wurde eingewickelt und gefalten und bildet schließlich einen dickeren Chromatinfaden%Verweis</strong> Chromatin. Dieser legt sich ebenso in Schlaufen und bildet die Faser, die nun das Chromosom darstellt. Ein Chromosom besteht aus zwei Chromatiden. Ein Nukleotid wiederum besteht aus zwei Chromosomenarmen. Diese beiden Nukleotide sind durch ein Zentromer miteinander verbunden.

%<img class="n3VNCb" src="https://www.tgg-leer.de/projekte/genetik/dna2/files/image002.jpg" alt="Aufbau des Chromosoms und der DNA" data-iml="37196" />Beschreibung: Aufbau eines Chromosoms. Alt-Text: Chromosom, Chromatid, Chromosomenarm, Zentromer %@Animation: Bild kann aus dem Artikel "Chromosomen" übernommen würden

Wenn du noch mehr zu dem Bau der Chromosomen wissen möchtest, dann schau dir unseren Artikel dazu an!

Homologe Chromosomen bauliche Merkmale

Diesen allgemeinen Bau weisen alle Chromosomen auf. Jeweils zwei bilden immer ein Paar. Die Chromosomen innerhalb eines Paares sind die homologen Chromosomen. Ein Chromosom des Paares stammt von der Mutter und eines vom Vater. Die homologen Chromosomen besitzen die gleiche Form und Struktur und die gleiche Abfolge der Gene auf den Chromosomenarmen.

Jedoch können diese Gene beispielsweise durch unterschiedliche Basensequenzen verschieden ausgeprägt sein. Das können zum Beispiel Gene sein, die für die Haarfarbe oder die Blutgruppe%Verweis codieren. Auf dem Chromosom deiner Mutter steht zum Beispiel die Haarfarbe blond, auf dem Chromosom deines Vaters aber braun.

%<img class="alignnone  wp-image-75097" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2020/10/homo-Chromo-300x201.png" alt="" width="407" height="273" />Beschreibung: Homologe Chromosomen. Alt-Text: Chromosomen, Schwesterchromosomen, Chromosomenpaar

Zwei homologe Chromosomen gleichen sich immer in der Abfolge der Gene und ihrer Struktur. Doch die Chromosomen verschiedener Paare unterscheiden sich stark. Der Unterschied liegt dabei nicht nur in den Genen, sondern auch in der Struktur, welche durch die Lage des Zentromers variiert.

Je nachdem wo dieses Zentromer liegt, entstehen verschieden lange Chromosomenarme. Liegt das Zentromer in der Mitte, sind alle vier Chromosomenarme gleich lang. Diese Chromosomen sind metazentrisch (im Zentrum gelegen).
Die zweite Art ist das subzentrische Chromosom. Dabei liegt das Zentromer zwischen Mitte und Ende des Chromosomenarmes, teilt das Chromosom also ca. 1:3.
Befindet sich das Zentromer an einem Ende des Chromosoms, entstehen sehr kurze und sehr lange Arme. Dieses Chromosom kannst du als  akrozentrisch bezeichnen (engl. acro = die äußersten Spitzen betreffend).

%<img class="n3VNCb" src="https://slideplayer.org/slide/1287588/3/images/19/Chromosomentypen.jpg" alt="DNA als Erbsubstanz DNA (Desoxyribonukleinsäure) - ppt video online  herunterladen" width="479" height="359" data-iml="32932" />Beschreibung: Chromosomenarten. Alt Text: Metazentrisch, subzentrisch, akrozentrisch, Chromosom, Lage Zentromer, Chromosomenarm %@Animation: Bild kann aus dem Artikel "Chromosomen" übernommen würden

Homologe Chromosomen sind alle Autosomenpaare, also alle Paare der Körperchromosomen, und die Gonosomen (Geschlechtschromosomen) eines weiblichen Individuums. Diese besitzen nämlich zwei X-Chromosomen als Gonosomen.

Während der Kernteilung Meiose ordnen sich die Chromosomenpaare nebeneinander in einer Linie, der sogenannten Äquatorialebene, an und werden dann auf die neu entstehenden Tochterzellkerne verteilt.

Nicht homologe Chromosomen

Bei den Gonosomen eines Mannes handelt es sich nicht um homologe Chromosomen. Ein Mann besitzt nämlich ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom. Diese unterscheiden sich in ihrer Form, Struktur und der Anordnung der Gene. Solche nicht homologen Chromosomen kannst du auch als heterologe (uneinheitliche) Chromosomen bezeichnen.

%<img class="n3VNCb" src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3a/Sry_gene.png" alt="Gonosom - Wikiwand" width="329" height="518" data-iml="17075" />Beschreibung: Heterogene Chromosomen. Alt-Text: Gonosomen, Chromosomen, X-Chromosom, Y-Chromosom

Homologe Rekombination

Unter einer Rekombination%Verweis verstehst du einen Austausch von Erbinformation zwischen Chromosomen. Findet die Rekombination zwischen homologen Chromosomen statt, so handelt es sich um eine homologe Rekombination%Verweis. Dieser Austausch erfolgt zum Beispiel, um defekte oder kaputte Chromosomen zu reparieren.

Wenn ein Chromosom beschädigt ist (zum Beispiel durch eine Mutation%Verweis), wird der beschädigte Teil herausgeschnitten und von dem Enzym Rekombinase repariert. Das homologe Schwesterchromosom (= Chromosom des gleichen Paares) dient dabei als Vorlage für die Reparatur. Die reparierte Basensequenz wird nun von den Rekombinasen wieder in das Chromosom „geklebt“.

%<img class="alignnone  wp-image-75101" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2020/10/Rekombination.png" alt="" width="459" height="407" />Beschreibung: Ablauf der homologen Rekombination. Alt-Text: Chromosomen, homologe Chromosomen, Rekombination, Rekombinase % @Animation: Das Bild habe ich selbst erstellt, da es keine guten Bilder gab. Daher könnt ihr es eigentlich so übernehmen.

Crossing over

Das Crossing over%Verweis ist ein Verfahren, bei dem zwischen homologen Chromosomen Basensequenzen ausgetauscht werden. Dadurch kommt es zu einer Erhöhung der Variabilität der Gene. Dieses Crossing over ist die Ursache dafür, dass ein Kind Merkmale von beiden Elternteilen in sich trägt. Ohne diesen Genaustausch würde das Kind nämlich nur die Merkmale eines Elternteiles besitzen.

Auch dieses Verfahren läuft während der Meiose ab, wenn die Chromosomen in der Äquatorialebene angeordnet sind. Dabei legen sich die Chromosomenarme der Schwesterchromosomen übereinander. Die überkreuzten Abschnitte der Chromosomen werden abgetrennt und zwischen den Chromosomen ausgetauscht. Nun besitzen die Chromosomen nicht mehr nur eigene DNA, sondern auch Erbinformationen fremder Chromosomen. Die DNA ist nun rekombiniert.

%<img title="Crossing Over" src="https://www.frustfrei-lernen.de/images/biologie/crossing-over.jpg" alt="Crossing Over" border="0" />Beschreibung: Crossing over. Alt-Text: Rekombination, Chromosomen


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