Chromatin
Chromatin (DAPI-Färbung, blau) in einem Mauszellkern. Links mit einem Konfokalmikroskop aufgenommen, rechts mit der verbesserten Auflösung eines 3D-SIM-Mikroskops. Daneben sind Kernporen (anti-NPC, rot) und die Lamina unter der Kernhülle dargestellt (anti-Lamin B, grün). In den Detailvergrößerungen rechts unten lässt sich erkennen, dass unter den Kernporen jeweils ein chromatinfreier Raum besteht. Der Maßstab entspricht 5 µm (oben) und 1 µm (unten).

Chromatin ist das Material, aus dem die Chromosomen bestehen. Es handelt sich um einen Komplex aus DNA und speziellen Proteinen, von denen wiederum etwa die Hälfte Histone sind. Der Name kommt von griech. chroma (Farbe), weil sich Chromatin mit basischen Kernfarbstoffen anfärben lässt. Im Lichtmikroskop erscheint es als sichtbares Fadengerüst im Zellkern einer eukaryotischen Zelle. Im funktionalen Sinn gilt alles, was sich während der Kernteilung in den Chromosomen wiederfindet, als Chromatin - ausgenommen einige Strukturproteine. Chromatin ist neben den Nucleoli, der Kern-Grundsubstanz und der Kernhülle eine wichtige Strukturkomponente des Nucleus (Zellkerns).[1]

Chromatin besteht aus der DNA, die um die Histone gewickelt ist, sowie aus weiteren Proteinen, die sich an die DNA anlagern. DNA und Histone bilden die Nucleosomen, die kettenförmig aneinandergereiht sind. Die Nucleosomen werden mit Hilfe der Nichthiston-Proteine dichter gepackt. Chromatin ist somit das Produkt von Interaktionen der eukaryotischen DNA mit unterschiedlichen DNA-Bindeproteinen, die einen kompakten filamentösen Komplex bilden, den sogenannten Desoxyribonucleoprotein-Komplex, genannt auch Chromatinfasern oder Chromatinfäden (englisch: chromatin fibers). Durch die Komplexbildung werden die langen chromosomalen DNA-Stränge in ihrer Länge um das rund 10.000- bis 50.000-fache verkürzt (kondensiert), so dass sie in den Zellkern passen. Trotz der dichten Packung der DNA liegen die Chromosomen weiterhin in einer Form vor, die regulatorischen Proteinen Zugang zur DNA erlaubt, sodass die Biosynthese von RNA und Proteinen aus den genetischen Informationen (Genexpression) bzw. die Duplikation der chromosomalen DNA (Replikation) möglich ist.[2]

Während der Mitose und Meiose kondensieren die Chromosomen, sodass sie im Lichtmikroskop erkennbar werden.

Das Verständnis der Chromatinstruktur und ihres Beitrags zu Regulation der Gene ist Inhalt der Epigenetik.

Chromatinstrukturen machen Stäbchen bei nachtaktiven Säugetieren empfindlicher, da sie die Lichtausbreitung beeinflussen. Bei Nicht-Säugern ist das Phänomen noch nicht untersucht worden (Stand 2010).[3]

Inhaltsverzeichnis

Chromatin-Typen

Es werden zwei Typen von Chromatin unterschieden:

  • Euchromatin, dessen DNA aktiv ist, d.h. zu Proteinen exprimiert werden kann. Die euchromatischen Abschnitte des Chromosoms weisen keine Unterschiede in ihrer Struktur auf, gleichgültig, in welchem Kondensationsgrad sich ein Chromosom befindet.
  • Heterochromatin, das hauptsächlich aus inaktiver DNA besteht. Es scheint strukturelle Funktionen in den verschiedenen Kondensationsstufen auszuüben. Die heterochromatischen Abschnitte des Chromosoms weisen in der Interphase den gleichen Kondensationsgrad auf wie in der Metaphase, d. h. es bleibt auch im Interphasekern kondensiert und tritt in Form dichter Chromozentren in Erscheinung. Heterochromatin kann in zwei Untertypen unterteilt werden:
    • Konstitutives Heterochromatin, das nie exprimiert wird. Es findet sich im Bereich des Centromers und besteht gewöhnlich aus repetitiven (sich wiederholenden) DNA-Sequenzen.
    • Fakultatives Heterochromatin, das manchmal exprimiert wird.

Eine weitere begriffliche Abgrenzung kann somit auch nach den Kernteilungsphasen getroffen werden: Hierbei ist das Interphasechromatin gegenüber dem Metaphasechromatin mit seinen sehr kompakten Chromosomen stark aufgelockert.

Prokaryonten haben im Gegensatz zu Eukaryonten eine ringförmige DNA- Struktur. Die Eukaryonten haben Chromosomen, die die Struktur der DNA bilden.

Zeittafel wichtiger Entdeckungen

Literatur

  • Histon-Modifikationen:
    • V. G. Allfrey, (1966): Structural modifications of histones and their possible role in the regulation of ribonucleic acid synthesis. Proc Can Cancer Conf 6, 313-335.
    • B. G. Pogo, A. O. Pogo, V. G. Allfrey, and A. E. Mirsky (1968): Changing patterns of histone acetylation and RNA synthesis in regeneration of the liver. Proc Natl Acad Sci U S A 59, 1337-1344.
  • Nukleosomen:
    • A. L. Olins and D. E. Olins (1974): Spheroidal chromatin units (nu bodies). Science 183, 330-332.
  • Solenoid-Modell:
    • Finch, J. T. and Klug, A (1976): Solenoidal model for superstructure in chromatin. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 73, 1897-1901.

Einzelnachweise

  1. Hans Kleinig und Peter Sitte: Zellbiologie - Ein Lehrbuch, 3. Auflage, S. 176, Gustav Fischer Verlag (1992).
  2. The Chromatin Database: Chromatin and chromosome structure (Zugriff am 12. Juni 2009).
  3. http://www.schattenblick.de/infopool/natur/biologie/nbfor597.html.

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Chromatin — Chro ma*tin, n. (Biol.) The deeply staining substance of the nucleus and chromosomes of eukaryotic cells, composed of DNA and basic proteins (such as histones), the DNA of which comprises the predominant physical basis of inheritance. It was, at… …   The Collaborative International Dictionary of English

  • chromatin — [krō′mətin΄] n. [< CHROMA + IN1] a protoplasmic substance in the nucleus of living cells that readily takes a deep stain: chromatin forms the chromosomes and contains the genes …   English World dictionary

  • Chromatin — Chro ma*tin, n. [Gr. ?, ?, color.] 1. (Biol.) Tissue which is capable of being stained by dyes. [archaic] [1913 Webster] …   The Collaborative International Dictionary of English

  • chromatin — chromatin. См. хроматин. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • Chromatīn — Chromatīn, s. Pflanzenzelle …   Meyers Großes Konversations-Lexikon

  • Chromatin — Chromatin, Nucleoproteinmaterial, aus dem sich im Teilungskern der Eukaryotenzelle durch Schraubung und Faltung die ⇒ Chromosomen bilden und das im Interphasekern den entschraubten Chromosomen entspricht. C. ist mit basischen Farbstoffen… …   Deutsch wörterbuch der biologie

  • chromatin — 1882, coined 1879 by German anatomist Walther Flemming (1843 1905), from Latinized form of Gk. khromat , the correct comb. form of khroma color (see CHROMA (Cf. chroma)) + chemical suffix IN (Cf. in) (2). Related: Chromatid …   Etymology dictionary

  • Chromatin — The major structures in DNA compaction; DNA, the nucleosome, the 10nm beads on a string fibre, the 30nm fibre and the metaphase chromosome Chromatin is the combination of DNA and proteins that make up the contents of the nucleus of a cell. The… …   Wikipedia

  • Chromatin — Chro|ma|tin 〈[ kro ] n. 11; unz.; Biochem.〉 bei basischen Färbungen sich bes. stark färbende Zellkernbestandteile [zu grch. chroma „Farbe“] * * * Chro|ma|tin [↑ Chromo (2) u. ↑ in (3)], das; s, e: ↑ Histon. * * * Chromatin   [ …   Universal-Lexikon

  • chromatin — chromatinas statusas T sritis chemija apibrėžtis DNR, histonų ir kitų baltymų kompleksas, sudarantis eukarijotinių ląstelių chromosomas. atitikmenys: angl. chromatin rus. хроматин …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”