Chromatinorganisation und Epigenetik
摘要
Die Chromosomen eukaryontischer Zellen wurden erstmals in der Mitte des 19. Jahrhunderts beschrieben. Sie wurden 1888 von Heinrich Wilhelm Waldeyer, in Anlehnung an das bereits bei Bakterien beschriebene Chromatin, „Chromosomen“ genannt (lat. chroma = Farbe), da sie mit basischen Farbstoffen leicht angefärbt werden können. Heute wissen wir, dass Chromatin ein Komplex aus DNA und Proteinen ist, wobei die Proteine die Gestalt der Chromosomen in den verschiedenen Phasen des Zellzyklus bestimmen. Nur in der Mitose werden Chromosomen in ihrer Transportform als distinkte Strukturen sichtbar (s. Kap. 3). Im Interphase‐Zellkern jedoch sind keine einzelnen Chromosomen zu erkennen, das Chromatin ist diffus im Zellkern verteilt (Abb. 4.1). Der diploide Chromosomensatz des Menschen mit 46 Chromosomen enthält etwa 6,2 × 109 Basenpaare (bp). Da 1 bp eine Länge von 0,34 nm einnimmt (s. Abb. 1.5), summiert sich die Gesamtlänge der DNA einer diploiden Zelle (3,4 : 10 × 6,2 × 109 nm) auf etwa 2 m (s. auch Tab. 2.1). Das heißt, die durchschnittliche Lange der ausgestreckten DNA eines der 46 Chromosomen beträgt rund 4 cm. Im Durchschnitt haben Chromosomen in der Mitose nur etwa 1/10.000 ihrer Länge in der Interphase (1–50 µm). Ein Zellkern einer menschlichen Zelle in der Interphase hat einen Durchmesser von nur etwa 6 µm. Deshalb stellt sich die Frage: Wie gelingt es der Zelle, die DNA in den Chromosomen und diese im Interphase‐Zellkern unterzubringen?