Chromosomen

Als je het DNA in één menselijke cel van begin tot eind uitrekt, is het ongeveer 2 meter lang.

Twee meter in een kern

Een gewone celkern is maar een paar duizendste millimeter breed, en toch is het DNA erin enorm. Je kunt het uitrekenen met de vorige les. Eén set menselijk DNA heeft ongeveer 3 miljard basenparen en elk paar voegt 0.34 nm toe, dus één set is ongeveer 3 000 000 000 × 0.34 nm, grofweg 1 meter. De meeste lichaamscellen hebben twee sets, een van elke ouder, dus het totaal is ongeveer 2 meter. NHGRI zegt ongeveer 6 voet. Dat in een kern krijgen is een verpakkingsprobleem, en chromosomen zijn het antwoord.

Een chromosoom is één lang DNA-molecuul samen met eiwitten die het in vorm houden. Het DNA is gewikkeld om klosachtige eiwitten die histonen heten, een beetje als garen om spoelen. OpenStax beschrijft de volgende niveaus: de ‘kralen aan een touw’ van DNA en histonen vouwen tot een vezel van ongeveer 30 nm breed, en voordat een cel zich deelt wordt de vezel verder gevouwen tot elk chromosoom het compactst is, ongeveer 700 nm breed. Pas dan zijn chromosomen dik genoeg om ze in een gewone lichtmicroscoop te zien. De naam komt van het Griekse voor kleur en lichaam, omdat chromosomen bepaalde kleurstoffen sterk opnemen.

23 paren

Mensen hebben 23 paar chromosomen, 46 in totaal. Van elk paar komt één chromosoom van de moeder en het andere van de vader, en daarom erven kinderen eigenschappen van beide ouders. Paar 1 tot en met 22 heten autosomen en zijn grofweg genummerd van groot naar klein. Het 23e paar zijn de geslachtschromosomen. NHGRI beschrijft het gebruikelijke patroon: vrouwen hebben twee X-chromosomen, mannen een X en een Y. Het Y-chromosoom is veel korter dan het X-chromosoom en draagt veel minder genen.

Elk chromosoom heeft een ingesnoerd gedeelte dat het centromeer heet. Ondanks de naam zit het meestal niet precies in het midden. Voordat een cel zich deelt, wordt elk chromosoom gekopieerd, en de twee identieke kopieën, zusterchromatiden, blijven bij het centromeer verbonden tot ze in de twee nieuwe cellen uit elkaar worden getrokken. Aan de uiteinden van elk chromosoom zitten telomeren, herhaalde stukken DNA die NHGRI vergelijkt met de plastic uiteinden van veters. In veel celtypen worden de telomeren bij elke deling een beetje korter.

Halveren en door elkaar schudden

Eicellen en zaadcellen zijn de uitzondering op ‘twee van elk’. Deze voortplantingscellen, gameten, hebben maar één kopie van elk chromosoom, 23 in totaal. Als een eicel en een zaadcel samenkomen, heeft de nieuwe cel weer 46. Welk chromosoom van elk paar in een gameet terechtkomt, is een kwestie van toeval, paar voor paar bepaald. Met 23 paren kan één persoon 2 maal zichzelf 23 keer vermenigvuldigen, dus 2²³ = 8 388 608 verschillende combinaties van hele chromosomen maken, nog zonder de uitwisseling van stukken tussen partnerchromosomen mee te tellen. Dat is een belangrijke reden dat broers en zussen niet identiek zijn.

Het aantal chromosomen ligt per soort vast. NHGRI noemt een fruitvlieg met 4 paar, een rijstplant met 12 en een hond met 39. Als iemand een chromosoom extra of te weinig heeft, is de ontwikkeling vaak aangetast. Het syndroom van Down ontstaat bijvoorbeeld als iemand drie exemplaren van chromosoom 21 heeft in plaats van twee. Vragen over je eigen chromosomen horen bij een arts of genetisch consulent; deze les is algemene informatie.