Unterschied zwischen DNA und Chromosom

Hauptunterschied - DNA vs. Chromosom

Alle bekannten lebenden Organismen und viele Viren verwenden DNA als genetisches Material, um ihre genetischen Informationen zu speichern. DNA ist eine zweiwertige Struktur, die als Doppelhelix existiert. DNA-Doppelhelix wird mit Histonproteinen zu einem Chromosom kondensiert. Das Hauptunterschied zwischen DNA und Chromosom ist das DNA ist die unorganisierte Struktur des Trägers der genetischen Information in den meisten Organismen und das Chromosom ist die am besten organisierte Struktur der DNA mit Histonen in einer Zelle. Des Weiteren, DNA speichert die genetischen Anweisungen, während Chromosomen die Genregulation eines DNA-Strangs ermöglichen. 

Dieser Artikel erklärt, 

1. Was ist DNA?
     - Definition, Struktur, Merkmale
2. Was ist ein Chromosom?
     - Definition, Struktur, Merkmale
3. Was ist der Unterschied zwischen DNA und Chromosom?

Was ist eine DNA?

DNA ist die chemische Form der Speicherung der bei Entwicklung, Funktion und Reproduktion verwendeten genetischen Informationen. Es ist ein Makromolekül, das aus Nukleotiden als Monomereinheiten besteht. Ein Nukleotid wird mit einer Stickstoffbase und einer Phosphatgruppe aufgebaut, die an einen Phosphatzucker gebunden ist. In der DNA können vier verschiedene Arten von Stickstoffbasen identifiziert werden: Cytosin (C), Guanin (G), Adenin (A) und Thymin (T). Die Phosphatgruppe eines Nukleotids ist über Phosphodiester-Bindungen an einen Zucker eines anderen Nukleotids gebunden, um das Zuckerphosphat-Rückgrat zu bilden. Die Polynukleotidständer sind durch Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verbunden, die sich zwischen zwei komplementären stickstoffhaltigen Basen bilden: A mit T und C mit G. Daher wird doppelsträngige DNA gebildet, wobei jeder Strang komplementär zum anderen Strang ist. Außerdem laufen die beiden Stränge in entgegengesetzte Richtungen, wodurch die Stränge antiparallel sind. Doppelsträngige DNA wird umeinander gewunden, um die DNA-Doppelhelix zu bilden.

Die DNA ist in Chromosomen organisiert, damit sie leicht in der Zelle untergebracht werden kann. Die Sequenz von vier Basen entlang des DNA-Strangs kodiert die genetische Information als Gene. Die Größe des menschlichen Genoms beträgt 3,2 Milliarden Basenpaare. Menschen haben ungefähr 21.000 Gene. Die menschliche DNA besteht zu über 98% aus nicht kodierenden Sequenzen, während die anderen Sequenzen für Proteine ​​kodiert sind. Einige Unterschiede zwischen den Gensequenzen machen ein Individuum identisch. Während der Zellteilung wird die genaue Replik der Original-DNA durch Replikation synthetisiert.

Abbildung 1: DNA-Struktur

Was ist ein Chromosom?

Ein Chromosom ist die am besten organisierte Struktur der DNA. In Eukaryoten wird DNA-Doppelhelix mit Histonproteinen zu Nucleosomen kondensiert. Die Nukleosomenstruktur ist weiter zu einer faserähnlichen Struktur, der sogenannten Chromatinfaser mit einem Durchmesser von 250 nm, zusammengerollt. Chromatin ist die normalerweise im Kern vorhandene DNA-Form. Sie weisen eine fadenartige Struktur auf und sind im Vergleich zu einem Chromosom weniger kondensiert. Chromatin wird dann weiter zu Chromosomen aufgewickelt. Der Durchmesser eines Chromosoms beträgt 30 nm. Chromosomen können während der nuklearen Teilung gesehen werden.

Eukaryoten bestehen aus großen, linearen Chromosomen, während die Prokaryoten aus einem einzigen, kreisförmigen Chromosom bestehen, das mit Histon-ähnlichen Proteinen kondensiert ist. Die Organisation in Chromosomen verleiht der DNA-Doppelhelix die strukturelle Integrität. Ein Chromosom besteht aus Tausenden von Genen. Die Zugänglichkeit der DNA-Sequenz auf chromosomaler Ebene reguliert die Genexpression. Menschen haben 46 individuelle Chromosomen. Es gibt 22 homologe Paare von Autosomen und 2 Geschlechtschromosomen. Ein Chromosom enthält auch einen Replikationsursprung, Zentromere und Telomere. Metaphasechromosomen einer Zelle werden zur Erzeugung von Karyotypen zur Analyse von Chromosomenanomalien verwendet.

Abbildung 2: DNA und Chromosom

Unterschied zwischen DNA und Chromosom

Definition

DNA: DNA ist die chemische Form, die genetische Informationen speichert.

Chromosom: Ein Chromosom ist die höchste organisierte Struktur der DNA-Doppelhelix mit Proteinen.

Inhalt

DNA: DNA besteht aus Nukleotidmonomeren der vier Basen A, T, C und G.

Chromosom: Ein Chromosom besteht aus kondensierten DNA-Doppelhelix mit Histonprotein.

Funktion

DNA: DNA trägt die genetische Information innerhalb einer Zelle.

Chromosom: Die Organisation von DNA zusammen mit Histonproteinen in Chromosomen ermöglicht die Kontrolle der Transkription. 

Fazit

DNA ist die chemische Form der Speicherung genetischer Informationen für die Entwicklung, das Funktionieren und die Reproduktion. Da DNA ein langer Strang ist, sollte sie gut in der Zelle verpackt sein. So wird DNA mit Histonen zu Chromosomen kondensiert. Daher besteht der entscheidende Unterschied zwischen DNA und Chromosom darin, dass ein Chromosom die Verpackungsstruktur von DNA ist.

Referenz:
1. "DNA". Wikipedia. Abgerufen am 13. Februar 2017
2. Rettner R., „DNA: Definition, Struktur und Entdeckung“. Live Science, 2013, abgerufen am 13. Februar 2017.
3. Higgins N. P. "Chromosomenstruktur". ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES, Macmillan Publishers Ltd, Nature Publishing Group, 2001. Zugriff auf 13. Februar 2017

Bildhöflichkeit:
1. "DNA-Überblick Landschaftsorientierung". Von Michael Strock http://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA_Overview.png (CC-BY-SA-3.0) über Commons Wikimedia
2. "0321 DNA-Makrostruktur". Von OpenStax - (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia