Ein Chromosom bezieht sich auf a Desoxyribonukleinsäuremolekül (DNA) mit einem Teil oder dem gesamten genetischen Material (Genom) eines Organismus. Die meisten eukaryotischen Chromosomen bestehen aus Verpackungsproteinen, die mithilfe von Chaperonproteinen an das DNA-Molekül binden und dieses kondensieren, um zu verhindern, dass es zu einem unüberschaubaren Gewirr wird.
Chromosomen sind normalerweise unter einem Lichtmikroskop nur sichtbar, wenn die Zelle die Metaphase der Zellteilung durchläuft. Dies ist der Zeitraum, in dem alle Chromosomen in ihrer kondensierten Form im Zentrum der Zelle ausgerichtet sind. Bevor dies geschieht, wird jedes Chromosom einmal kopiert (S-Phase) und die Kopie wird durch ein Zentromer mit dem Original verbunden. Dies führt entweder zu einer X-förmigen Struktur in Fällen, in denen sich das Zentromer in der Mitte des Chromosoms befindet, oder zu einer Zweiarmstruktur in Fällen, in denen sich das Zentromer in der Nähe eines der Enden befindet. Das ursprüngliche Chromosom und die Kopie werden dann als Schwesterchromatiden bezeichnet.
Während der Metaphase ist die X-Formstruktur als Metaphasenchromosom bekannt. In dieser stark kondensierten Form sind Chromosomen am einfachsten zu unterscheiden und zu untersuchen. In tierischen Zellen erreichen Chromosomen während der Chromosomensegregation ihren höchsten Verdichtungsgrad in der Anaphase.
Die chromosomale Rekombination während der Meiose sowie die anschließende sexuelle Reproduktion spielen eine entscheidende Rolle für die genetische Vielfalt. Wenn diese Strukturen durch Prozesse, die als chromosomale Instabilität und Translokation bezeichnet werden, falsch manipuliert werden, kann die Zelle eine mitotische Katastrophe erleiden. Normalerweise wird dadurch die Zelle dazu gebracht, Apoptose auszulösen, die zu ihrem eigenen Tod führt. Mutationen können diesen Prozess manchmal behindern und daher das Fortschreiten von Krebs verursachen.
Prokaryoten wie Bakterien und Archaeen haben normalerweise ein einziges kreisförmiges Chromosom, jedoch mit vielen Variationen. Die Chromosomen der meisten Bakterien (von einigen Wissenschaftlern als Genophore bezeichnet) können eine Größe von nur 130.000 Basenpaaren haben.
Prokaryontische Chromosomen haben eine weniger sequenzbasierte Struktur als Eukaryoten. Bakterien haben normalerweise einen Punkt (den Replikationsursprung), von dem aus die Replikation beginnt. Einige Archaeen haben mehrere Replikationsursprünge.
Chromosomen in Eukaryoten bestehen aus Chromatinfasern. Chromatinfasern bestehen aus Nukleosomen. Chromatinfasern werden von Proteinen in eine kondensierte Struktur verpackt, die als Chromatin bekannt ist. Chromatin enthält die größere Menge an DNA und eine kleinere Menge, die maternal vererbt wird, kann in den Mitochondrien gefunden werden. Chromatin ist in vielen Zellen vorhanden, mit wenigen Ausnahmen wie roten Blutkörperchen.
Durch Chromatin passen die langen DNA-Moleküle in den Zellkern. Während der Zellteilung kondensiert Chromatin weiter und bildet mikroskopisch sichtbare Chromosomen. Die Struktur des Chromosoms unterscheidet sich vom Zellzyklus.
