Hauptunterschied – homologe Chromosomen vs. Schwesterchromatiden

Die meisten Organismen haben DNA als genetisches Material. Diploide Organismen wie der Mensch tragen zwei Kopien ähnlicher Chromosomen. Diese werden als homologe Chromosomen bezeichnet. Während der Metaphase I der Meiose I treten homologe Chromosomen paarweise auf. Schwesterchromatiden sind die zwei exakten Kopien, die durch die Replikation eines DNA-Moleküls in der S-Phase der Interphase gebildet werden. Die Hauptunterschied zwischen homologen Chromosomen und Schwesterchromatiden ist das homologe Chromosomen tragen möglicherweise nicht immer identische Informationen wohingegen Schwesterchromatiden tragen ständig identische Informationen.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was sind homologe Chromosomen? – Definition, Eigenschaften 2. Was sind Schwesterchromatiden? – Definition, Eigenschaften 3. Was ist der Unterschied zwischen homologen Chromosomen und Schwesterchromatiden? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Was sind homologe Chromosomen?

Homologe Chromosomen sind die Chromosomenpaare in der Metaphase I der Meiose. Ein Chromosom des Paares trägt mütterlichen Ursprungs, während das andere Chromosom väterlichen Ursprungs ist. Ein Chromosom des homologen Paares wird als Homolog bezeichnet. Chromosomenlänge und ihre Positionen der Zentromere sind innerhalb des Paares gleich. Jede Kopie enthält eine angemessene Anzahl gleicher Gene, die in der gleichen Reihenfolge angeordnet sind (gleiche Loci). Daher erscheint das Bandenmuster jedes Chromosoms im Paar gleich. Der gleiche Locus kann jedoch auf beiden Chromosomen entweder das gleiche Allel oder ein unterschiedliches Allel enthalten. Somit kann ein Individuum für einen bestimmten Charakter homozygot oder heterozygot sein. Der Mensch hat 22 homologe Autosomenpaare und 2 Geschlechtschromosomen. Die weiblichen Geschlechtschromosomen X und X sind homolog, während die männlichen Geschlechtschromosomen X und Y nicht wirklich homolog sind. X und Y unterscheiden sich durch ihre Größe und genetische Zusammensetzung. Die Paarung homologer Chromosomen ermöglicht eine zufällige Segregation des genetischen Materials. Homologe Chromosomen tauschen ihre DNA durch Rekombination aus. Die Rekombination bei der sexuellen Fortpflanzung führt zu genetischen Variationen bei den Nachkommen, die folglich die Evolution erleichtern. Homologe Chromosomen trennen sich während der Anaphase I der Meiose I. Am Ende der Meiose werden vier haploide Tochterzellen produziert. Chromosomenanomalien wie Trisomie und Monosomie können aufgrund der Nicht-Disjunktion homologer Chromosomen auftreten.

Abbildung 1: Homologe Chromosomen

Was sind Schwesterchromatiden?

Schwesterchromatiden sind zwei identische Chromatiden, die zur DNA-Replikation während der S-Phase der Interphase führen. Sie werden durch das Zentromer miteinander verbunden. Ein Schwesterchromatid ist eine Hälfte eines replizierten Chromosoms. Daher besteht jedes replizierte Chromosom aus zwei Schwesterchromatiden. Schwesterchromatiden sind untereinander identisch; einer von ihnen ist die exakte Nachbildung des anderen. Die Ausnahme bildet das Crossover in der Prophase I der Meiose I. Chromosomales Crossover tauscht genetisches Material gegen homologe Chromosomen aus. Schwesterchromatiden trennen sich während der Anaphase der Mitose und der Anaphase II der Meiose II voneinander.

Abbildung 2: Schwesterchromatiden

Unterschied zwischen homologen Chromosomen und Schwesterchromatiden

Inhalt

Homologe Chromosomen: Homologe Chromosomen bestehen sowohl aus mütterlichen als auch aus väterlichen Chromosomen.

Schwesterchromatiden: Schwesterchromatiden bestehen entweder aus einem mütterlichen oder einem väterlichen Chromosom.

Genetische Zusammensetzung

Homologe Chromosomen: Homologe Chromosomen können gleiche oder verschiedene Allele des gleichen Gens enthalten. Somit ist die Gensequenz nicht immer identisch.

Schwesterchromatiden: Schwesterchromatiden enthalten in allen Chromatiden mit Ausnahme des chromosomalen Crossovers identische Gensequenzen.

Aussehen

Homologe Chromosomen: Homologe Chromosomen treten in der Metaphase I der Meiose I auf.

Schwesterchromatiden: Schwesterchromatiden werden während der DNA-Replikation in der S-Phase der Interphase gebildet.

Beitritt

Homologe Chromosomen: Homologe Chromosomen kleben nicht zusammen. Sie existieren paarweise.

Schwesterchromatiden: Schwesterchromatiden sind durch ihr Zentromer miteinander verbunden.

Anzahl der DNA-Stränge

Homologe Chromosomen: Homologe Chromosomen bestehen aus vier DNA-Strängen.

Schwesterchromatiden: Ein einziges Schwesterchromatid besteht aus einem einzelnen DNA-Strang.

Trennung

Homologe Chromosomen: Homologe Chromosomen werden während der Anaphase I der Meiose I segregiert.

Schwesterchromatiden: Schwesterchromatiden werden während der Anaphase II der Meiose II und der Anaphase der Mitose von ihrem Zentromer getrennt.

Funktion

Homologe Chromosomen: Homologe Chromosomen ermöglichen eine zufällige Segregation der Chromosomen und eine genetische Rekombination während der Metaphase I.

Schwesterchromatiden: Schwesterchromatiden ermöglichen eine zufällige Segregation von Chromatiden und ein chromosomales Crossover während der Metaphase II der Meiose und der Metaphase der Mitose.

Abschluss

Homologe Chromosomen bestehen sowohl aus mütterlichen als auch aus väterlichen Chromosomen. Daher können meistens verschiedene Allele desselben Gens gefunden werden. Auf der anderen Seite bestehen Schwesterchromatiden aus demselben Allel eines Gens in beiden Strängen, da sie durch die DNA-Replikation eines Strangs synthetisiert werden. Der Hauptunterschied zwischen homologen Chromosomen und Schwesterchromatiden liegt also in ihrer genetischen Zusammensetzung.

Referenz: 1. „Homologe Chromosomen“. Pearson – Der Ort der Biologie. Aufgerufen am 12. Februar 2017 2. „Homologes Chromosom“. Wikipedia, die freie Enzyklopädie. 2017, Zugriff am 12. Februar 2017 3. McCarthy E. M. „Sister chromatids“. Online-Wörterbuch Biologie. Aufgerufen am 17. Februar 2017

Bild mit freundlicher Genehmigung: 1. "PloSBiol3.5.Fig7ChromosomenAluFish.". Von Bolzer et al., (2005)Dreidimensionale Karten aller menschlichen männlichen Fibroblastenkerne und Prometaphase-Rosttes. PloS Biol 3(5): e157 DOI: 10.1371/journal.pbio.0030157, Abbildung 7a (CC-BY-2.5) über Commons Wikimedia 2. „HR in Meiose“. Von Emw – Eigene Arbeit (CC-BY-SA-3.0) über Commons Wikimedia