Wenn wir auf wissenschaftliche Literatur zum Thema Genetik und Zellstruktur stoßen, fällt uns der Begriff Chromatin auf. Obwohl der Name Chromosomen sehr ähnlich ist, handelt es sich um eine separate Einheit. Was ist Chromatin und welchen Zweck hat es? Wie können wir Chromatin analysieren?
Chromatin – woraus besteht unsere DNA?
Was ist Chromatin?
Chromatin ist ein Komplex aus DNA und Proteinen, die zusammen Chromosomen im Zellkern eukaryotischer Zellen bilden. Zu Beginn der Forschung hieß es, es handele sich lediglich um eine farbige Substanz im Zellkern, später wurde es jedoch als an DNA gebundene Proteine charakterisiert. Zusammengefasst handelt es sich um ein genetisches Material oder Makromolekül, das DNA, RNA und verwandte Proteine enthält, die Chromosomen im Zellkern einer eukaryotischen Zelle bilden.
Chromatinfunktionen im Zellkern:
• Schutz vor DNA-Schäden
• Enges Packen der DNA, damit sie in die Zelle passt
• Kontrolle der DNA-Replikation und Genexpression
• Unterstützung des DNA-Moleküls, damit der Zellzyklus – Meiose und Mitose – ablaufen kann
Struktur des Chromatins:
Die Struktur des Chromatins ähnelt der Anordnung von Perlen auf einer Schnur, wobei jedes Nukleosom DNA enthält, die wiederum von acht Proteinen, den sogenannten Histonen, umgeben ist. Die vollständige Struktur hängt hauptsächlich von den Phasen des Zellzyklus ab, da Zellen während der Zellteilung verschiedene strukturelle Veränderungen durchlaufen.
Chromatinanalysemethoden:
• Chromatin-Immunpräzipitationssequenzierung – ein Verfahren zur Untersuchung der Proteininteraktionen mit DNA
• Formaldehyd-unterstützte Isolierung regulatorischer Elemente – ein Verfahren zur Kontrolle der Sequenz jener DNA-Fragmente, die mit regulatorischer Aktivität verbunden sind
• DNase I-hypersensitive Stellensequenzierung – ein Verfahren zur Erkennung der Position überwachter Regionen, hauptsächlich basierend auf dem gesamten Genom Sequenzierung
• Transponierbares zugängliches Chromatin-Sequenzierungsassay – eine Methode zur Untersuchung der Chromatinzugänglichkeit
• DNA-Footprinting – eine Technik zur Identifizierung von DNA-bindenden Proteinen
• Mikrokokken-Nuklease-Sequenzierung – eine Methode zur Untersuchung von Nukleosomen durch die Verdauung von Chromatin
Chromatin und Chromosomen:
Trotz ihrer recht ähnlichen Namen unterscheiden sich die beiden beschriebenen Formen der DNA-Verpackung in vielen Aspekten voneinander.
• Vorhandensein in der Zelle – Dieses Protein ist während des gesamten Zellzyklus vorhanden und das Chromosom ist am besten während der Zellteilung sichtbar
• Visualisierungsmethode – Dieses Protein ist unter einem Elektronenmikroskop sichtbar und das Chromosom unter einem Lichtmikroskop
• Aussehen – Dieses Protein hat eine lange und schmale Form, die im Zellkern sichtbar ist, während das Chromosom komplexer und dicker ist und während der Zellteilung sichtbar ist
• Paarung – Dieses Protein tritt nicht paarweise auf, das Chromosom jedoch schon
• Sichtbarkeit – Dieses Protein ist während der Interphase des Zellkerns sichtbar und das Chromosom während der M-Phase des Zellzyklus
• Funktion – Dieses Protein hilft der DNA-Replikation und das Chromosom fungiert als Überträger genetischer Informationen
• Kondensation – Dieses Protein ist unzureichend kondensiert, während das Chromosom ein kondensiertes Molekül ist
