Hauptunterschied – Chromatin vs. Nukleosom

DNA ist das genetische Material der meisten Organismen. Typischerweise sind eukaryotische Genome viel größer als prokaryotische Genome. Viele Organismen haben etwa 10⁹-10¹⁰ Basenpaare in ihrem Genom. Diese langen DNA-Stränge sollten jedoch im Kern verpackt sein. Die DNA wird mit einem Protein namens Histon umhüllt, um Chromatin und dann Chromosomen zu produzieren. Chromatin und Nukleosom sind zwei Begriffe, die verwendet werden, um die dichte Packung des genetischen Materials im Kern zu beschreiben. Die Hauptunterschied zwischen Chromatin und Nukleosom ist das Chromatin ist der allgemeine Begriff für die mit Histonen umhüllte DNA, während Nukleosom die grundlegende, sich wiederholende Struktureinheit von Chromatin ist.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist Chromatin? – Definition, Struktur, Rolle 2. Was ist Nukleosom? – Definition, Struktur, Rolle 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Chromatin und Nukleosom? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen Chromatin und Nukleosom? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Chromatin, Chromatosom, Chromosomen, DNA, Euchromatin, Heterochromatin, Histonkern, Linker-DNA, Nukleosom

Was ist Chromatin?

Chromatin ist ein Komplex aus DNA und Proteinen, der im Kern eukaryontischer Zellen Chromosomen bildet. Der Hauptzweck von Chromatin besteht darin, die DNA im Zellkern fest zu packen. Chromatin reguliert die Genexpression und ermöglicht neben der Verpackung die DNA-Replikation. Es verhindert auch DNA-Schäden. Chromatin kann unter dem Mikroskop als fadenförmige, geschlungene Strukturen während der Interphase beobachtet werden. Chromatin ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Chromatin

Chromatin-Typen

Das Interphasenchromatin besteht aus zwei Typen: Euchromatin und Heterochromatin.

Euchromatin

Die locker gepackte Form des Chromatins wird Euchromatin genannt. Es enthält die aktiv exprimierten Gene im Genom. Die lose Verpackung von Chromatin ermöglicht die Transkription von Genen in dieser Region. Der Durchmesser der Euchromatinfaser beträgt 30 nm. Euchromatin besteht aus Schleifen mit 40-100 kb-Regionen im Genom. Euchromatin ist auch genetisch aktiv, da in diesen Regionen ein Chromosomen-Crossover auftritt.

Heterochromatin

Die dicht gepackte Form von Chromatin wird als Heterochromatin bezeichnet. Heterochromatin enthält sowohl transkriptionell als auch genetisch inaktive DNA, die das Genom während seiner chromosomalen Stadien strukturell unterstützt. Zwei Arten von Heterochromatin können identifiziert werden: konstitutives Heterochromatin und fakultatives Heterochromatin. Konstitutives Heterochromatin besteht aus keinen Genen. Fakultatives Heterochromatin besteht aus inaktiven Genen.

Was ist Nukleosom?

Nukleosom bezieht sich auf die Hauptstruktureinheit des eukaryotischen Chromatins, die aus einer DNA-Strecke besteht, die um einen Kern von Histonen gewickelt ist. Dies bedeutet, dass die Kernpartikel, die Chromatin bilden, die Nukleosomen sind. Ein Nukleosom besteht aus 146 Basenpaaren langen DNA-Strecken, die um einen Histonkern gewickelt sind. Der Histonkern besteht aus acht Histonproteinen. Das Histon-Oktamer wird gebildet, indem zwei von jeweils vier Histonen, H2A, H2B, H3 und H4, kombiniert werden. Der DNA-Stretch umschließt ungefähr 1,7 Umdrehungen der DNA. Weitere 20 Basenpaare DNA werden um ein H1-Protein gewickelt, wodurch zwei DNA-Umdrehungen um den Histonkern abgeschlossen werden. Die sich bildende Struktur ist bekannt als Chromatosom. Letztlich besteht ein Nukleosom aus 166 Basenpaaren umhüllter DNA. Die Struktur des Nukleosoms ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Nukleosom

Jedes Chromosom besteht aus Tausenden von Nukleosomen, die durch DNA-Abschnitte miteinander verbunden sind, die als bekannt sind Linker-DNA. Die Länge der Linker-DNA beträgt etwa 20 Basenpaare. Die Nukleosomen plus Linker DAN wirken wie Perlen an einer Schnur.

Ähnlichkeiten zwischen Chromatin und Nukleosom

Unterschied zwischen Chromatin und Nukleosom

Definition

Chromatin: Chromatin ist ein Komplex aus DNA und Proteinen, der im Kern eukaryontischer Zellen Chromosomen bildet.

Nukleosom: Das Nukleosom ist die wichtigste Struktureinheit des eukaryotischen Chromatins, das aus einer DNA-Strecke besteht, die um einen Kern von Histonen gewickelt ist.

Bedeutung

Chromatin: Chromatin ist der allgemeine Begriff für DNA, die um Histone gewickelt ist.

Nukleosom: Nukleosom ist die grundlegende sich wiederholende Struktureinheit des Chromatins.

Korrelation

Chromatin: Chromatin bildet die Chromosomen.

Nukleosom: Nukleosomen bilden Chromatin.

Aussehen

Chromatin: Chromatin erscheint als fadenförmige, geschlungene Struktur.

Nukleosom: Nukleosom erscheint als Perlen an einer Schnur.

Länge

Chromatin: Eine Chromatinschleife besteht aus 40-100 kb DNA.

Nukleosom: Ein Nukleosom besteht aus 166 Basenpaaren umhüllter DNA.

Durchmesser

Chromatin: Der Durchmesser einer Chromatinfaser beträgt 30 nm.

Nukleosom: Der Durchmesser eines Nukleosoms beträgt 11 nm.

Dichte

Chromatin: Chromatin ist stärker kondensiert als Nukleosomen.

Nukleosom: Nukleosomen sind die am wenigsten kondensierten Chromosomenstrukturen.

Abschluss

Chromatin und Nukleosom sind zwei Strukturen, die aus DNA und Histone bestehen. Beide Strukturen sind wichtig für die enge Verpackung der DNA im Zellkern. Chromatin ist der allgemeine Begriff für DNA plus Histone. Nukleosom ist die grundlegende Struktureinheit des Chromatins. Der Hauptunterschied zwischen Chromatin und Nukleosom ist die Entsprechung zweier Strukturen.

Referenz:

1. Annunziato, Anthony C. „DNA-Verpackung: Nukleosomen und Chromatin.“ Nature News, Nature Publishing Group, hier verfügbar.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0“ (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia2. „Nukleosomenorganisation“ Von Darekk2 – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia