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Die DNA-Spulen im Kern werden als Chromosomen bezeichnet. Chromosomen sind sehr lange DNA-Abschnitte, die von Proteinen ordentlich zusammengepackt werden. Die Kombination von DNA und den Proteinen, die DNA verpacken, wird Chromatin genannt. Die fingerartigen Chromosomen sind der am dichtesten gepackte Zustand der DNA. Das Verpacken beginnt viel früher, wenn sich DNA um Proteinkugeln, sogenannte Nukleosomen, wickelt. Die Nukleosomen haften dann zusammen, um eine dickere Faser zu bilden, die als 30-Nanometer-Faser bezeichnet wird. Diese Faser bildet dann Spulen, die sich biegen, um noch größere Spulen zu bilden. Die Coiled Coils sind wie DNA dicht in fingerähnliche Chromosomen gepackt ist.
Chromosomen
Chromosomen sind die Strukturen, die die genetische Information in der DNA schützen und kontrollieren. Chromosomen können lang und ausgestreckt sein oder sie können dicht in dicke fingerähnliche Strukturen gepackt sein. Der ausgestreckte Zustand erleichtert das Ablesen der DNA, ist jedoch anfällig für Brüche. Der dichte, fingerähnliche Zustand ermöglicht es, Chromosomen beim Teilen einer Zelle sauber auseinander zu ziehen, erschwert jedoch das Lesen der Informationen. Menschen haben im Allgemeinen 23 Chromosomenpaare, dh sie haben 46 Chromosomen. Die Hälfte jedes Chromosomenpaares stammt von jedem Elternteil. Zwei der 46 werden Geschlechtschromosomen genannt, weil sie das Geschlecht einer Person bestimmen. Die anderen 44 werden als somatische Chromosomen bezeichnet, da sie Gene enthalten, die andere biologische Merkmale bestimmen.
Histone und Nukleosomen
Die grundlegendste Einheit eines Chromosoms ist DNA, die um Nukleosomen gewickelt ist. Ein Nukleosom ist eine Kugel aus acht Proteinen, die Histone genannt werden. Histone sind positiv geladen, so dass sie die negativ geladene DNA anziehen, die sich zweimal um ein Nukleosom wickelt. DNA, die um Nukleosomen gewickelt ist, ist wie eine Perlenkette. Histone eignen sich hervorragend zum Umhüllen von DNA, da ihre positiven Ladungen modifiziert werden können, wenn bestimmte Moleküle an sie gebunden sind. Je positiver die Histone geladen sind, desto fester wird die DNA um sie gewickelt. Durch die Dämpfung der positiven Ladung auf den Histonen wird der Griff zur DNA gelockert. Gelöste DNA wird leichter transkribiert oder in mRNA eingelesen.
Fasern und Spulen
Die zweite Ebene der Verpackungs-DNA entsteht, wenn die DNA-Kette und die Nukleosomen zu einer dicken Faser zusammentreffen. Diese Faser hat einen Durchmesser von 30 Nanometern und wird als 30-Nanometer-Faser bezeichnet. Diese Faser faltet sich dann auf sich selbst und bildet Schleifen entlang einer Proteinstange, wie Äste, die aus einem Baumstamm herauswachsen. Diese Baumstammstruktur nimmt dann eine schraubenförmige Form an, ähnlich der eines Telefonkabels. Die DNA ist so lang, dass die Spirale selbst wie eine große Faser wird, die wieder aufgewickelt werden kann. Die Dichte eines Chromosoms ähnelt der vieler zu einem Kreis gewickelter und in großen Kisten gestapelter Kabel, die in Frachtcontainern transportiert werden, die von Lastwagen mit 18 Rädern gezogen werden. In einem Chromosom sind jedoch alle Kabel miteinander verbunden.
Centromeres & Telomeres
Menschliche Chromosomen haben Ähnlichkeiten in ihrer Struktur. Nahe der Mitte des Chromosoms befindet sich eine Region von Proteinen, die als Zentromer bezeichnet wird. Das Zentromer ist wie ein starker Gürtel. Wenn Chromosomen während der Zellteilung in zwei Zellen auseinandergezogen werden, werden sie von ihren Zentromeren gezogen. Durch Ziehen des starken Zentromers und nicht anderer Teile des Chromosoms wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass das Chromosom gebrochen wird. Die Enden menschlicher Chromosomen enthalten DNA-Abschnitte, die als Telomere bezeichnet werden. Telomere enthalten keine Gene, werden aber bei jeder Zellteilung verkürzt. Sie existieren, um die Gene weiter innen auf dem Chromosom zu schützen, weil sich das Chromosom nach jeder Zellteilung etwas verkürzt.