How big is X-Chromosom?

Das X-Chromosom ist eines der beiden menschlichen Geschlechtschromosomen, neben dem Y-Chromosom. Frauen haben normalerweise zwei X-Chromosomen in jeder Zelle, Männer ein X- und ein Y-Chromosom. Wenn sich eine Zelle teilt und ihre Chromosomen am dichtesten gepackt sind, ist das X-Chromosom etwa 4–5 Mikrometer lang. Ein Mikrometer ist ein Millionstel Meter oder ein Tausendstel Millimeter.

Größe

Ein Chromosom besteht aus einem einzigen langen DNA-Molekül zusammen mit Proteinen. Die meiste Zeit liegt es aufgelockert im Zellkern vor. Bevor sich eine Zelle teilt, kopiert sie jedes Chromosom, und die beiden Kopien, Schwesterchromatiden genannt, bleiben an einer eingeschnürten Stelle, dem Zentromer, miteinander verbunden. Während der Teilung verdichten sich die Chromosomen und werden unter dem Mikroskop sichtbar.

Die Länge eines Chromosoms hängt daher davon ab, wann sie gemessen wird, denn seine Arme verkürzen sich im Verlauf der Teilung. Eine Elektronenmikroskop-Studie aus dem Jahr 2024 an sich teilenden menschlichen Zellen fand etwa 33 Millionen Basenpaare, die Bausteine der DNA, in jedem Mikrometer eines Chromatids in der Metaphase. Das ist das Stadium, in dem sich die Chromosomen in der Mitte der Zelle aufreihen.

Das X-Chromosom enthält etwa 155 Millionen Basenpaare, sodass es in diesem Stadium etwa 4,7 Mikrometer lang wäre. Die 4 Mikrometer im Explorer liegen nahe an dieser Schätzung. Ein Chromosom in der Metaphase, beide Chromatiden zusammengenommen, ist etwa 1,2 Mikrometer dick.

Größenvergleiche

Die DNA des X-Chromosoms wäre, ausgestreckt, etwa 5 Zentimeter lang, etwa das 10.000-Fache der Länge des Chromosoms, in das sie verpackt ist.
Wäre ein X-Chromosom auf die Größe einer 1,70 Meter großen Person vergrößert, würde sich seine DNA über etwa 17 Kilometer erstrecken.
Das X-Chromosom enthält etwa zweieinhalbmal so viel DNA wie das Y-Chromosom, dessen erste vollständige Sequenz, veröffentlicht 2023, etwa 62 Millionen Basenpaare umfasst.
Ein X-Chromosom ist in der Metaphase etwa drei Fünftel bis zwei Drittel so lang wie ein rotes Blutkörperchen breit ist, das einen Durchmesser von 7–8 Mikrometern hat.
Etwa 17–21 X-Chromosomen würden, aneinandergereiht, die Breite eines menschlichen Haares überspannen, das 80–100 Mikrometer breit ist.

Eine aktive Kopie

Das X-Chromosom enthält etwa 5 % der DNA einer Zelle und trägt vermutlich 900–1.400 Gene, die Anweisungen zur Herstellung von Proteinen liefern. Das Y-Chromosom trägt vermutlich nur 70–200.

Eine Zelle mit zwei X-Chromosomen schaltet früh in der Entwicklung eines Embryos eines davon ab. Dies wird als X-Inaktivierung bezeichnet. Welches X abgeschaltet wird, ist meist zufällig, sodass in manchen Zellen das X der Mutter aktiv ist und in anderen das X des Vaters. Manche Gene entgehen dieser Abschaltung, und viele von ihnen liegen nahe den Enden des Chromosoms, in Bereichen, die sich das X-Chromosom mit dem Y-Chromosom teilt.

Wie das X-Chromosom zu seinem Namen kam

1891 untersuchte der Biologe Hermann Henking, wie sich Zellen in den Hoden der Feuerwanze, Pyrrhocoris apterus, teilen. Ein Chromosom verhielt sich anders als alle übrigen, und er nannte es „Element x“. Später wurde es als X-Chromosom bekannt.

Der Name stammt von Henkings Bezeichnung, nicht von der Form des Chromosoms. Kopierte Chromosomen werden oft als X gezeichnet, weil die beiden Chromatiden am Zentromer zusammenhängen, und das gilt für Chromosomen im Allgemeinen, nicht nur für das X-Chromosom.