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DNA in Zellen

Miriam

Komplexer Mehrzeller
Hallo!
In jeder Zelle gibt es ja 46 Chromosomen. Liegen die normalerweise als 1- oder 2-Chromatid-Chromosomen vor? Nehmen wir an, sie liegen als 1-Chromatid-Chromosomen vor, gibt es folglich 46 1-Chromatid-Chromosomen. Sind diese 1-Chromatid-Chromosomen irgendwie miteinander verbunden, also so, dass es nur 1 langen Faden gibt oder sind die Chromatide lose im Zellkern, also 46 Einzelteile? Und bei einem 2-Chromatid-Chromosom, bleiben die beiden Chromatide immer am Zentromer verbunden? Also auch, wenn die DNA als Wollknäuel vorliegt?
Diese Chromosomen enthalten ja die gesamte DNA. Gibt es bei 2-Chromatid-Chromosomen die gesamte DNA doppelt? Sind also die Informationen am linken und rechten Chromatid ident? Also links eine Doppelhelix und rechts die gleiche Doppelhelix? oder links eine Seite der Doppelhelix und rechts die andere?
Liegen in jeder Zelle die gleichen 46 1-Chromatid-Chromosomen vor? Also egal ob Mundschleimhautzelle, Darmzelle,... in jeder Zelle befinden sich die gleichen 46 1-Chromatid-Chromosomen und lediglich andere Teile der DNA sind aktiv? Somit würde es ja nur 1 DNA geben, und in jeder Zelle liegt eine Kopie von ihr vor?
Und wie ist das bei den Geschlechtszellen? Gibt es dort 23 1-Chromatid-Chromosomen oder 23 2-Chromatid-Chromosomen?Aus welchen Zellen entwickeln sich Spermien/Eizellen überhaupt? Sind das ganz normale Körperzellen aus denen bei der Meiose Spermien/Eizellen entstehen? Oder sind das "Spezial-Körperzellen"?
Wenn ich jetzt lese, der Mensch hat 40.000 Gene bezieht sich das dann auf eine Zelle mit 1-Chromatid-Chromosomen oder auf ein Zelle mit 2-Chromatid-Chromosomen? Auf eine Köper- oder Geschlechtszelle???
Und noch eine Frage: Bei der Mitose: Verdoppeln sich die Zellorganellen (Golgi-Apparat, Mitochondrien,...) vor der Teilung und teilen sich dann auf die beiden neuen Zellen auf oder halbieren sich die Organellen und ergänzen sich nach der Teilung wieder? Und wie kann der Organismus einfach mal so alle Zellorganellen verdoppeln?
Bin komplett verwirrt... :(
Sorry für die vielen Fragen
 

Joffi

Moderator
Moderator
Hallo Miriam,

ich hangel mich mal durch :)

In jeder Zelle gibt es ja 46 Chromosomen.
=> ja (Mensch)

Liegen die normalerweise als 1- oder 2-Chromatid-Chromosomen vor?
=> abhängig davon, wo wir uns im Zellzyklus befinden. Vor der S-Phase (also die meisten differenzierten Zellen wie Leberzelle, Neuron etc.) sind es jeweils 2 Chromosomen mit je einem Chromatid (Autosomen; +2 Gonosomen).

Nehmen wir an, sie liegen als 1-Chromatid-Chromosomen vor, gibt es folglich 46 1-Chromatid-Chromosomen.
=> korrekt (differenzierte G0 Zellen)

Sind diese 1-Chromatid-Chromosomen irgendwie miteinander verbunden, also so, dass es nur 1 langen Faden gibt oder sind die Chromatide lose im Zellkern, also 46 Einzelteile?
=> das Chromatin ist ein ziemlich verworrenes Chaos, da liegen die zwei Chromatide irgendwie drin. Wenn man den gleichen Lokus anfärbt (fluorescence in situ hybridization), dann leuchtet es an völlig unterschiedlichen Stellen im Nukleus.

Und bei einem 2-Chromatid-Chromosom, bleiben die beiden Chromatide immer am Zentromer verbunden? Also auch, wenn die DNA als Wollknäuel vorliegt?
=> 2-Chromatid-Chromosomen können wir nur in der Metaphase beobachten, also zu einem ganz spezifischen Zeitpunkt im Zellzyklus, der nur während einer laufenden Mitose stattfindet. Wenn eine Zelle aus dem Zyklus "aussteigt" und differenziert, nimmt die DNA im Kern als Chromatin eine ganz andere Struktur an, die nicht so aussieht, die ein x-förmiges Lehrbuch-Chromosom, sondern sehr, sehr kompliziert ist. Das Centromer ist eine Struktur mitotischer Chromosome.

Diese Chromosomen enthalten ja die gesamte DNA. Gibt es bei 2-Chromatid-Chromosomen die gesamte DNA doppelt?
=> ja, oder sogar vierfach bei doppeltem Satz an 2-Chromatid-Chromosomen.

Sind also die Informationen am linken und rechten Chromatid ident? Also links eine Doppelhelix und rechts die gleiche Doppelhelix?
=> ja

oder links eine Seite der Doppelhelix und rechts die andere?
=> nein, je ein kompletter Doppelstrang.

Liegen in jeder Zelle die gleichen 46 1-Chromatid-Chromosomen vor? Also egal ob Mundschleimhautzelle, Darmzelle,... in jeder Zelle befinden sich die gleichen 46 1-Chromatid-Chromosomen und lediglich andere Teile der DNA sind aktiv? Somit würde es ja nur 1 DNA geben, und in jeder Zelle liegt eine Kopie von ihr vor?
=> korrekt

Und wie ist das bei den Geschlechtszellen? Gibt es dort 23 1-Chromatid-Chromosomen oder 23 2-Chromatid-Chromosomen?Aus welchen Zellen entwickeln sich Spermien/Eizellen überhaupt? Sind das ganz normale Körperzellen aus denen bei der Meiose Spermien/Eizellen entstehen? Oder sind das "Spezial-Körperzellen"?
=> Spermien/Eizellen werden per Meiose aus spezialisierten Zellen gebildet, der sog. Keimbahn. Das sind im Prinzip "normale" Zellen in so fern, als das sie auch kein anderes Erbgut enthalten als alle anderen, aber eben bei Bedarf in die Meiose abbiegen.

Wenn ich jetzt lese, der Mensch hat 40.000 Gene bezieht sich das dann auf eine Zelle mit 1-Chromatid-Chromosomen oder auf ein Zelle mit 2-Chromatid-Chromosomen? Auf eine Köper- oder Geschlechtszelle???
=> Aktuelle Schätzungen für den Menschen liegen eher bei 20.000 Genen und das bezieht sich auf einen einfachen Chromosomensatz. Also ein vollständiges Chromosom 1 plus ein vollständiges Chr2 usw.. Weil jede Zelle das doppelt hat, könnte man auch 40.000 sagen (aber eben immer je 2 das gleiche).

Und noch eine Frage: Bei der Mitose: Verdoppeln sich die Zellorganellen (Golgi-Apparat, Mitochondrien,...) vor der Teilung und teilen sich dann auf die beiden neuen Zellen auf oder halbieren sich die Organellen und ergänzen sich nach der Teilung wieder? Und wie kann der Organismus einfach mal so alle Zellorganellen verdoppeln?
=> das ist im Detail für jeden Organelltyp verschieden. Im Prinzip müssen die aber nur ein wenig verteilt werden, so das in jeder Tochterzelle etwas landet. Die Masse an bestimmten Organellen pro Zelle ist ja ohnehin dynamisch und kann dann nachträglich auf das angemessene Maß einreguliert werden.
 

Miriam

Komplexer Mehrzeller
ok, danke. Soweit alles klar. Eine Frage stellt sich mir aber: Warum liegt die DNA jetzt vierfach vor? Das Chromosom 1 von der Mama ist ja nicht identisch mit dem Chromosom 1 vom Papa. (sie sind so wie ich das verstanden habe ja "nur" homolog, aber eben nicht identisch) Kann man trotzdem sagen, dass die DNA 4 mal vorliegt? Bzw. auf was bezieht sich der Begriff DNA? Ist das nur der Begriff für das Material aus dem die Chromosomen bestehen oder bezieht sich das auf eine bestimmte Anzahle von Chromosomen. Beispielsweise dass man sagt, 23 1-Chromatid-Chromosomen bilden die DNA. Dann gäbe es, so wie Sie beschrieben haben, pro Zelle (mit 46 2-Chromatid-Chromosomen) 4 DNAs. Diese 4 DNAs wären dann identisch in der Abfolge ihrer Gene, würden sich aber in der Nukleotidsequenz (also der Abfolge von Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin) unterscheiden. Stimmt das so? Danke für die Beantwortung der anderen Fragen. Sie haben mir sehr geholfen. :)
 

Joffi

Moderator
Moderator
Warum liegt die DNA jetzt vierfach vor? Das Chromosom 1 von der Mama ist ja nicht identisch mit dem Chromosom 1 vom Papa. (sie sind so wie ich das verstanden habe ja "nur" homolog, aber eben nicht identisch)
=> Völlig richtig. "Vierfach" nur in dem Sinne, als dass an der Stelle jedes Gen viermal vorliegt.

Kann man trotzdem sagen, dass die DNA 4 mal vorliegt? Bzw. auf was bezieht sich der Begriff DNA? Ist das nur der Begriff für das Material aus dem die Chromosomen bestehen oder bezieht sich das auf eine bestimmte Anzahle von Chromosomen. Beispielsweise dass man sagt, 23 1-Chromatid-Chromosomen bilden die DNA. Dann gäbe es, so wie Sie beschrieben haben, pro Zelle (mit 46 2-Chromatid-Chromosomen) 4 DNAs.
=> "DNA" wäre hier unglücklich. Der Begriff bezieht sich tatsächlich auf des chemische "Material", nicht auf einen bestimmte Abschnitt. "Haploides Genom" träfe in etwa das, was Du meinst. Eine Zelle nach der S-Phase hätte dann 4 haploide Genome, davon (vor eventuellen Crossover-Ereignissen) je 2 identisch.

Diese 4 DNAs wären dann identisch in der Abfolge ihrer Gene, würden sich aber in der Nukleotidsequenz (also der Abfolge von Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin) unterscheiden. Stimmt das so? Danke für die Beantwortung der anderen Fragen. Sie haben mir sehr geholfen. :)
=> Abgesehen von der DNA-Terminologie (s.o.) alles richtig.
 

Miriam

Komplexer Mehrzeller
ok. vielen vielen Dank.Was genau ist das Genom. Im Internet steht da:"Da Genom ist die Gesamtheit aller Gene im haploide Chromosomensatz." haploider Chromosomensatz mit 23 1-Chromatid- oder 23 2-Chromatid-Chromosomen? ;)
 

Miriam

Komplexer Mehrzeller
sorry DAS Genom muss es im oberen Beitrag natürlich heißen; eigentlich müsste sich das Genom ja auf eine Zelle mit 23 2-Chromatid-Chromosomen beziehen; dann entspräche das haploide Genom einer Zelle mit 23 1-Chromatid-Chromosomen und eine "ganze" Zelle (46 2-Chromatid-Chromosomen) hätte dann 2 Genome bzw. 4 haploide Genome. Stimmt das?
 

Joffi

Moderator
Moderator
Hmm, noch nicht ganz glücklich :). Mit "dem Genom" meint man üblicherweise genau einen vollständigen, nicht redundanten Satz an genetischer Information, vereinfacht also alle Gene einmal. Auf struktureller Ebene entspräche das jeweils (23x) genau einem Chromatid (bzw. je nachdem, wie detailliert wir da jetzt reingehen wollen auch noch das zweite Gonosom und das Mitochondriengenom).
 

Miriam

Komplexer Mehrzeller
Ok. Danke, dass Sie sich für meine Fragen Zeit genommen haben. Aber nun dürfte alles klar sein. ;)
 

Barilein

Einfacher Vertebrat
Ich kann das Video bei twitter leider nicht sehen. muss ich irgendwas installieren?
 
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