Chromatin
Was ist ein Chromatin und was hat das mit einem Chromosom zu tun? Hier und in diesem Video erfährst du alles, was du über den Aufbau und die Funktion des Chromatins wissen musst. m
Inhaltsübersicht
Chromatin einfach erklärt
Chromatin ist ein fadenähnliches Gebilde, aus dem Chromosomen bestehen. Du findest es im Zellkern von Eukaryoten. Es ist eine kompakte Form der DNA in Kombination mit Proteinen.
Die DNA muss hierbei kompakt sein, um in den kleinen Zellkern zu passen. Wenn sie als nicht kompakter DNA-Strang vorliegen würde, hat sie nämlich eine Länge von zwei Metern. Um den Strang zu verkleinern, wird die DNA wie ein Seil aufgewickelt.
Dabei spielen bestimmte Proteine eine Rolle. Diese Proteine nennst du Histon-Proteine. Nun wird die DNA in kleinen Einheiten um diese Proteine aufgewickelt. Die kleine Einheit bildet sich aus einem DNA-Abschnitt und einem Protein. Die Einheit nennst du dann Nukleosom. Alle Nukleosome in einem Strang ergeben das Chromatin.
Du kannst dir Chromatin also – vereinfacht – als eine Art Perlenkette aus den Histon-Proteinen und der gewickelten DNA vorstellen.
Chromatin ist das Material, aus welchem Chromosomen zusammengesetzt sind. Du kannst es nur bei Zellkernen von Eukaryoten vorfinden. Das Chromatin ist aus DNA und speziellen Proteinen aufgebaut.
Arten von Chromatin
Das Chromatin enthält die DNA, also alle Bauplan für die Proteine unseres Körpers. Es werden aber nicht immer alle Baupläne benötigt. Deshalb gibt es zwei Arten von Chromatin:
- Heterochromatin: Es ist starr, dicht und besonders genarm.
- Euchromatin: Es ist aufgelockert, gut zugänglich und besonders genreich.
Genarm oder genreich beschreibt eine Fähigkeit von der DNA des Chromatins. Bei genarmen Chromatin kann die DNA, also die Proteinbaupläne, schlecht von Enzymen abgelesen werden. Die DNA ist hier weitestgehend inaktiv. Bei genreichem Chromatin kann sie hingegen gut abgelesen werden. Die DNA liegt also in aktiver Form vor.
Die Stärke des Zusammenschlusses von Histon und DNA-Abschnitt legt also fest, ob es sich um ein Euchromatin oder um ein Heterochromatin handelt. Es hängt davon ab, wie zugänglich die DNA ist. Im Beispiel der Perlenkette also, wie locker die Perlen in der Kette eingewoben sind.
Funktion von Chromatin
Je nach dem, in welcher Art das Chromatin vorliegt, erfüllt es auch unterschiedliche Funktionen:
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Euchromatin – Funktion: Das Euchromatin ist wegen seiner guten Zugänglichkeit leicht für Enzyme andockbar. Das ist beispielsweise für die RNA-Polymerase bei der Proteinbiosynthese
notwendig.
- Heterochromatin – Funktion: Das Heterochromatin erfüllt wegen seiner starren Struktur größtenteils strukturelle Aufgaben. So findest du es beim Centromer wieder, welches die Chromatiden eines Chromosoms zusammenhält.
Je nach Situation braucht der Körper beide Arten des Chromatins – so auch beim Zellzyklus
. Während der Kernteilung (Mitose oder Meiose) ist die kompakte und dichte Form des Heterochromatins essenziell, damit die DNA-Stränge sich nicht ineinander verstricken.
In der G1-Phase des Zellzyklus finden Reparaturmaßnahmen und die Proteinbiosynthese statt, weshalb die DNA dort in Form des Euchromatins gut zugänglich sein muss. Das ermöglicht der DNA, gelesen zu werden.
Generell gilt: Heterochromatin ist bei inaktiven Phasen der Genaktivität entscheidend, während Euchromatin bei aktiven Phasen der Genaktivität relevant ist.
Der Barr-Körper ist eine Sonderform des Chromatins. Er spielt eine besondere Rolle in der Medizin, da er für den sogenannten Barr-Test verwendet werden kann. Je nach biologischem Geschlecht können sowohl zu viele als auch zu wenige Barr-Körper eine Ursache für verschiedene Syndrome sein.
Fehler im Chromatin als Problemursache
Wenn in bestimmten Situationen, wie dem Zellzyklus, eine falsche Struktur des Chromatins vorliegt, kommt es zu Problemen der Körperfunktionen. Daraus können Krankheiten entstehen.
Denn wenn ein eigentlich starres Heterochromatin zu locker sein sollte, kann es der Zelle nicht genug Stabilität geben. Andererseits kann ein eigentlich lockeres Euchromatin ein Problem sein, wenn es zu dicht ist. Während der Proteinbiosynthese will die RNA-Polymerase an dem Euchromatin andocken. Wenn es zu dicht ist, geht das nicht, weil die DNA-Sequenzen zu nah aneinander liegen.
Fehler in der Struktur von Chromatin sorgen somit beispielsweise für Probleme bei der Proteinbiosynthese oder auch dem Zellzyklus.
Ohne eine ordnungsgemäße Proteinbiosynthese fehlen Proteine oder haben nicht die gewünschte Funktion, die sie eigentlich hätten. Und ein defekter Zellzyklus beeinträchtigt die Fähigkeit, abgestorbene Zellen zu ersetzen oder Organe zu schaffen.
Mögliche Folgen können also körperliche Geburtsfehler und geistige Behinderungen sein.
So sind die häufigen Symptome beim Nicolaides-Baraitser-Syndrom beispielsweise Minderwuchs, Krampfanfälle, geistige Behinderung und Missbildungen der Finger.
Chromatin — häufigste Fragen
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Was ist Chromatin?
Chromatin ist ein Komplex, welcher aus DNA und Proteinen aufgebaut ist. Dieser Komplex ist das Baumaterial für Chromosomen.
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Was ist die Funktion von Chromatin?
Die Funktion des Chromatins liegt darin, die gesamte DNA und Erbinformationen in die kleinen Zellkerne zu komprimieren.
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Wie unterscheiden sich Heterochromatin und Euchromatin?
Beim Heterochromatin sind die Bindungsstellen der DNA für externe Proteine, die sich binden wollen, willkürlicher verteilt. Deshalb sind sie im Vergleich zum Euchromatin nicht so leicht zugänglich. Sie unterscheiden sich darüber hinaus in der Bindungsstärke von den Histonen zu der DNA.
Proteinbiosynthese
Jetzt weißt du, dass Chromatin entscheidend bei der Proteinbiosynthese mitwirkt. Wie sie genau abläuft und was sie überhaupt ist, erfährst du in unserem Video zur Proteinbiosynthese !
