Een chromosoom verwijst naar a deoxyribonucleïnezuurmolecuul (DNA) met een deel of het geheel van het genetische materiaal (genoom) van een organisme. De meeste eukaryote chromosomen bestaan uit verpakkingseiwitten die, geholpen door chaperonne-eiwitten, aan het DNA-molecuul binden en het condenseren om te voorkomen dat het een onhandelbare kluwen wordt.
Chromosomen zijn meestal alleen zichtbaar onder een lichtmicroscoop wanneer de cel de metafase van celdeling ondergaat. Dit is de periode waarin alle chromosomen in hun gecondenseerde vorm in het midden van de cel zijn uitgelijnd. Voordat dit gebeurt, wordt elk chromosoom eenmaal gekopieerd (S-fase) en wordt de kopie door een centromeer aan het origineel gekoppeld. Dit resulteert in ofwel een X-vormige structuur in gevallen waarin het centromeer zich in het midden van het chromosoom bevindt of een tweearmige structuur in gevallen waarbij het centromeer zich nabij een van de uiteinden bevindt. Het oorspronkelijke chromosoom en de kopie worden dan zusterchromatiden genoemd.
Tijdens de metafase staat de X-vormstructuur bekend als het metafase-chromosoom. In deze sterk gecondenseerde vorm zijn chromosomen het gemakkelijkst te onderscheiden en te bestuderen. In dierlijke cellen bereiken chromosomen hun hoogste verdichtingsniveau in anafase tijdens chromosoomsegregatie.
Chromosomale recombinatie tijdens meiose en daaropvolgende seksuele reproductie speelt een cruciale rol in genetische diversiteit. Als deze structuren onjuist worden gemanipuleerd, door processen die chromosomale instabiliteit en translocatie worden genoemd, kan de cel een mitotische catastrofe ondergaan. Normaal gesproken zal dit ervoor zorgen dat de cel apoptose initieert die tot zijn eigen dood leidt. Mutaties kunnen dit proces soms belemmeren en daardoor de progressie van kanker veroorzaken.
Prokaryoten zoals bacteriën en archaea hebben normaal gesproken een enkel circulair chromosoom, maar met veel variaties. De chromosomen van de meeste bacteriën (door sommige wetenschappers bekend als genoforen) kunnen in grootte variëren van slechts 130.000 basenparen.
Prokaryotische chromosomen hebben een minder op sequentie gebaseerde structuur dan eukaryoten. Bacteriën hebben normaal gesproken één punt (de oorsprong van replicatie) van waaruit replicatie begint. Sommige archaea hebben meerdere replicatieoorsprongen.
Chromosomen in eukaryoten bestaan uit chromatinevezels. Chromatinevezel bestaat uit nucleosomen. Chromatinevezels worden door eiwitten verpakt in een gecondenseerde structuur die bekend staat als chromatine. Chromatine bevat de grotere hoeveelheid DNA en een kleinere hoeveelheid die van de moeder wordt geërfd, kan worden gevonden in de mitochondriën. Chromatine is aanwezig in veel cellen, met een paar uitzonderingen zoals rode bloedcellen.
Chromatine zorgt ervoor dat de lange DNA-moleculen in de celkern passen. Tijdens celdeling condenseert chromatine verder om microscopisch zichtbare chromosomen te vormen. De structuur van het chromosoom verschilt van de celcyclus.
