Aufbau eines Chromosoms einfach erklärt

12. November 2026ca. 15 Minutenvon mybody x Redaktions- & Fachteam

In diesem Artikel

Was ist ein Chromosom, und woraus besteht es?

Ein Chromosom ist eine fadenförmige Struktur im Zellkern, zu der die DNA verpackt ist (MedlinePlus Genetics, 2021). Es besteht aus DNA und aus Proteinen, um die diese DNA gewickelt ist.

Die US-amerikanische National Library of Medicine beschreibt den Grundbau auf ihrer allgemeinverständlichen Erklärseite MedlinePlus Genetics so: Im Kern jeder Zelle ist das DNA-Molekül zu fadenförmigen Strukturen verpackt, und diese Strukturen heißen Chromosomen. Jedes Chromosom besteht aus DNA, die vielfach eng um Histone gewickelt ist, also um Proteine, die den Aufbau des Chromosoms stützen (MedlinePlus Genetics, 2021).

Darin steckt schon der erste Punkt, der überrascht. Ein Chromosom ist kein nackter DNA-Faden, sondern ein Verbund aus Erbsubstanz und Stützproteinen. Wer sich unter einem Chromosom nur die DNA vorstellt, lässt einen tragenden Teil des Bauplans weg: die Proteine, um die dieser Faden liegt. Ohne sie wäre die Beschreibung des Chromosoms unvollständig, und genau deshalb beginnt dieser Artikel bei ihnen und nicht bei der Form.

Menschliche Zellen enthalten normalerweise 23 Chromosomenpaare, zusammen 46 Chromosomen (MedlinePlus Genetics, 2021). Zweiundzwanzig dieser Paare heißen Autosomen; sie sehen bei Männern und Frauen gleich aus (MedlinePlus Genetics, 2021). Das 23. Paar sind die Geschlechtschromosomen, und sie unterscheiden sich zwischen Männern und Frauen (MedlinePlus Genetics, 2021).

Mehr als die Zahl selbst steht dazu in diesem Kapitel nicht. Was hinter der Zahl steckt, erklärt der Beitrag darüber, welche Chromosomenzahl der Mensch hat und was daraus folgt. Dieser Artikel bleibt beim Bau: woraus ein einzelnes Chromosom besteht, wie seine Teile heißen und woran du sie in einer Lageangabe wiedererkennst.

Das Chromosom in Zahlen

Quellen: National Library of Medicine, MedlinePlus Genetics (2021) und Luger u. a. (1997); für die Telomere Aubert & Lansdorp (2008)

Wie ist die DNA im Chromosom um Histone gewickelt?

Die DNA liegt in Einheiten um Kerne aus Histonproteinen, und eine solche Einheit heißt Nukleosom. In der Kristallstruktur liegen 146 Basenpaare DNA um acht Histonproteine (Luger u. a., 1997).

Bevor es um die Verpackung geht, kurz zum Inhalt des Fadens. Die Information in der DNA ist als Code aus vier chemischen Basen gespeichert, und jede Base trägt einen Buchstaben (MedlinePlus Genetics, 2021):

• Adenin, abgekürzt A
• Guanin, abgekürzt G
• Cytosin, abgekürzt C
• Thymin, abgekürzt T

Die menschliche DNA besteht aus etwa 3 Milliarden Basen, und mehr als 99 Prozent davon sind bei allen Menschen gleich (MedlinePlus Genetics, 2021). Die Basen paaren sich nach einer festen Regel, A mit T und C mit G; diese Einheiten heißen Basenpaare (MedlinePlus Genetics, 2021). Eine Base bildet zusammen mit einem Zucker und einem Phosphat ein Nukleotid (MedlinePlus Genetics, 2021).

Wie der DNA-Strang selbst gebaut ist, steht im Beitrag darüber, wie die DNA aufgebaut ist. Hier geht es um die Verpackung, also darum, wie aus diesem Strang ein Chromosom wird. Die Paarungsregel kommt an anderer Stelle noch einmal vor: Wer wissen möchte, wie die Paarungsregel im Labor genutzt wird, findet das im Beitrag über die DNA-Hybridisierung.

Die Verpackung beginnt bei den Histonen. Laut MedlinePlus Genetics (2021) ist die DNA im Chromosom vielfach eng um diese Proteine gewickelt, und die Histone stützen die Struktur des Chromosoms. Das ist die Beschreibung im Großen. Wie die Umwicklung im Kleinen aussieht, zeigt eine Arbeit aus der Fachzeitschrift Nature.

Eine Forschungsgruppe um Luger hat 1997 die Kristallstruktur des Nukleosoms veröffentlicht, ein mit Röntgenstrahlen gewonnenes Strukturbild, das den Aufbau bis in die Lage einzelner Atome zeigt (Luger u. a., 1997). Darin sitzt ein Kern aus acht Histonproteinen, den die Fachsprache Histon-Oktamer nennt. Um diesen Kern liegen 146 Basenpaare DNA als Superhelix, also in einer übergeordneten Windung um den Proteinkern (Luger u. a., 1997).

Ein Bild aus dem Alltag macht das greifbar. Stell dir ein langes Garn vor, das nacheinander um eine Reihe gleicher kleiner Spulen gelegt ist. Jede Spule steht für einen Kern aus acht Histonproteinen, das Garn für die DNA, und jedes Stück Garn auf einer Spule für die 146 Basenpaare eines Nukleosoms (Luger u. a., 1997). So wird aus einem losen Faden eine geordnete Kette, die sich packen lässt.

Damit ist auch der zweite verbreitete Irrtum ausgeräumt. Wer liest, ein Chromosom bestehe nur aus DNA, bekommt die halbe Geschichte erzählt. Die Erklärseite der National Library of Medicine und die Strukturarbeit von 1997 zeigen beide dasselbe Prinzip: DNA und Histone gehören zusammen, und erst gemeinsam ergeben sie das, was wir Chromosom nennen (MedlinePlus Genetics, 2021; Luger u. a., 1997).

Was ist das Zentromer, und was sind p-Arm und q-Arm?

Das Zentromer ist eine Einschnürung, die jedes Chromosom in zwei Arme teilt, den kurzen p-Arm und den langen q-Arm (MedlinePlus Genetics, 2021).

Die National Library of Medicine beschreibt diesen Teil des Bauplans in einem Satz. Jedes Chromosom hat eine Engstelle, eine Einschnürung, und diese Stelle heißt Zentromer. Das Zentromer teilt das Chromosom in zwei Abschnitte, die man Arme nennt. Im englischen Original lautet die Stelle so:

Die beiden Arme sind unterschiedlich lang. Der kurze Arm trägt die Bezeichnung p-Arm, der lange die Bezeichnung q-Arm (MedlinePlus Genetics, 2021). Diese Benennung ist eine Vereinbarung: Laut einer zweiten Erklärseite derselben Bibliothek heißt der kürzere Arm per Konvention p und der längere q (MedlinePlus Genetics, 2021).

Wo das Zentromer auf einem Chromosom sitzt, gibt dem Chromosom seine charakteristische Form (MedlinePlus Genetics, 2021). Außerdem lässt sich mit der Lage des Zentromers beschreiben, wo bestimmte Gene auf dem Chromosom liegen (MedlinePlus Genetics, 2021). Das Zentromer ist damit ein Orientierungspunkt: Wer von einem Gen auf dem p-Arm spricht, beschreibt seine Lage auf der kurzen Seite dieser Einschnürung.

Aus dem Schulbuch kennst du vielleicht das Bild eines X. Die Erklärseite der National Library of Medicine spricht allerdings nicht von einer X-Form, sondern von einer charakteristischen Form, die von der Lage des Zentromers abhängt (MedlinePlus Genetics, 2021). Für das Verständnis des Baus genügt deshalb eine Regel, die für jedes Chromosom gilt: eine Einschnürung, die zwei unterschiedlich lange Arme voneinander trennt.

Ein Bild dafür: Das Zentromer ist wie der Knoten in einem Stück Schnur, das nicht in der Mitte geknotet wurde. Links und rechts vom Knoten bleiben zwei Enden übrig, ein kürzeres und ein längeres. Genau so nennt die Genetik die beiden Seiten des Zentromers, kurz p und lang q (MedlinePlus Genetics, 2021).

Wie gibt man eine Lage auf dem Chromosom an?

Eine Lageangabe wie 14q21 liest sich als Position 21 auf dem langen Arm von Chromosom 14 (MedlinePlus Genetics, 2021).

Die Angabe beruht auf einem Bandenmuster. Werden Chromosomen mit bestimmten Chemikalien gefärbt, entsteht ein unverwechselbares Muster aus Banden; darauf stützt sich die sogenannte zytogenetische Lage, also die Ortsangabe nach diesem gefärbten Muster (MedlinePlus Genetics, 2021). Das Bandenmuster entsteht erst durch das Färben, es ist also ein Hilfsmittel der Beschreibung.

Die Nummerierung folgt einer einfachen Ordnung. Die Chromosomen 1 bis 22, die Autosomen, tragen ihre Nummer als Namen; die Geschlechtschromosomen heißen X oder Y (MedlinePlus Genetics, 2021). Danach folgt in der Angabe der Arm, p für den kürzeren und q für den längeren (MedlinePlus Genetics, 2021).

Zusammengesetzt ergibt das eine Kurzschrift. Die Zahl vor dem Buchstaben nennt das Chromosom, im Beispiel der National Library of Medicine die 14 (MedlinePlus Genetics, 2021). Der Buchstabe q steht für den langen Arm. Die Zahl dahinter, hier die 21, ist die Position auf diesem Arm (MedlinePlus Genetics, 2021).

Für dich heißt das: Liest du in einem Fachtext eine Angabe wie 14q21, weißt du, auf welchem Chromosom und auf welchem Arm der beschriebene Abschnitt liegt, ohne dafür ein Bild zu brauchen (MedlinePlus Genetics, 2021). Die Kurzschrift verbindet damit zwei Teile des Bauplans, die du schon kennst: die Nummer des Chromosoms und die Arme, die das Zentromer trennt.

Was sind Telomere am Ende eines Chromosoms?

Telomere sind die Enden der Chromosomen. Dort sitzt beim Menschen die Wiederholungssequenz TTAGGG in großen Ansammlungen (Moyzis u. a., 1988).

Ein Telomer ist das Ende eines Chromosoms. Eine Forschungsgruppe um Moyzis hat 1988 in der Fachzeitschrift PNAS eine hoch konservierte Wiederholungssequenz beschrieben, also eine Buchstabenfolge der DNA, die im Lauf der Evolution stark erhalten geblieben ist: (TTAGGG)n (Moyzis u. a., 1988). Das kleine n steht für die Wiederholung, die Buchstabenfolge TTAGGG reiht sich also wiederholt aneinander.

Mit zwei Nachweisverfahren aus dem Labor, der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung und einem Nuklease-Verdau, fanden die Forschenden große Ansammlungen dieser Sequenz an den Telomeren aller menschlichen Chromosomen (Moyzis u. a., 1988). Sie folgerten daraus, dass die Sequenz ein funktionelles menschliches Telomer ist. Im Original steht dafür das vorsichtige Wort „suggest“, die Befunde legen es also nahe (Moyzis u. a., 1988).

Was leisten diese Enden? Eine Übersichtsarbeit von Blackburn aus dem Jahr 2005 beschreibt Telomere als Strukturen, die Chromosomen stabilisieren (Blackburn, 2005). Genauer werden Aubert und Lansdorp in einer Übersichtsarbeit von 2008: Mindestens einige hundert Nukleotide Telomerwiederholungen müssen jedes Chromosomenende abdecken, damit keine Reparaturwege der DNA anspringen (Aubert & Lansdorp, 2008). Die Angabe „einige hundert“ stammt von den Autoren selbst und bleibt bewusst unscharf.

Die Autoren nutzen dafür selbst ein Bild. Im Original steht das Wort „cap“, auf Deutsch etwa Kappe (Aubert & Lansdorp, 2008). Wie die Kappe am Ende eines Schnürsenkels sitzt das Telomer am Ende des Chromosoms, als Abschluss, der zum Bau gehört.

Was die Länge der Telomere mit dem Altern zu tun hat, ist ein eigenes Thema. Dazu steht mehr im Beitrag darüber, was Telomere über das Altern sagen. Hier bleibt das Telomer ein Bauteil: das Ende des Chromosoms mit seiner Wiederholungssequenz TTAGGG.

Wie sieht der Aufbau eines Chromosoms im Überblick aus?

Die Tabelle fasst die Bauteile zusammen, die in den Kapiteln davor erklärt sind, jeweils mit der Quelle und ihrem Jahr. Neues kommt hier nicht dazu; die Übersicht ordnet nur, was du schon gelesen hast.

Bauteile eines Chromosoms

So gelesen ist ein Chromosom keine Ansammlung loser Teile, sondern ein gegliederter Faden. Die DNA mit ihren Histonen bildet den Faden, und das Zentromer gliedert ihn in zwei Arme. An jedem Ende sitzt ein Telomer.

Wann ist ein Chromosom unter dem Mikroskop sichtbar?

Erst während der Zellteilung. Außerhalb davon sind Chromosomen im Zellkern auch unter dem Mikroskop nicht zu sehen (MedlinePlus Genetics, 2021).

Das widerspricht dem Bild aus dem Schulbuch, in dem Chromosomen wie feste Gebilde im Zellkern liegen. Laut MedlinePlus Genetics (2021) sind die Chromosomen im Kern nicht sichtbar, solange sich die Zelle nicht teilt, auch nicht unter dem Mikroskop. Während der Zellteilung, also wenn aus einer Zelle zwei werden, packt sich die DNA, aus der die Chromosomen bestehen, dichter; dann werden sie unter dem Mikroskop sichtbar (MedlinePlus Genetics, 2021).

Das hat eine Folge für alles, was du über den Aufbau liest. Wo Chromosomen als einzelne, klar umrissene Gebilde abgebildet sind, zeigt das Bild sie in einer Phase der Teilung, in der die DNA dichter gepackt ist (MedlinePlus Genetics, 2021). Die DNA ist auch sonst im Zellkern vorhanden; sie tritt nur nicht als sichtbares Chromosom hervor.

Bei der Teilung hat das Zentromer eine eigene Aufgabe. Eine Übersichtsarbeit von McKinley und Cheeseman beschreibt es als die Region des Chromosoms, die dessen Verteilung bei der Zellteilung steuert, und zwar bei den Teilungen, die Mitose und Meiose heißen (McKinley & Cheeseman, 2016). Über das Zentromer ist das Chromosom dabei mit den Spindelfasern der Zelle verbunden (McKinley & Cheeseman, 2016).

Die Einschnürung aus dem Kapitel über die Arme ist damit mehr als ein Formmerkmal. Sie ist zugleich die Stelle, über die das Chromosom bei der Teilung an die Spindelfasern angebunden ist. Diese Aussagen stammen aus der Zusammenfassung der Übersichtsarbeit, und sie beschreiben die Aufgabe, nicht den genauen Ablauf (McKinley & Cheeseman, 2016).

Chromosom-Aufbau: Was kannst du daraus mitnehmen?

Vier Sätze genügen, um den Aufbau eines Chromosoms zu beschreiben, und jeder davon stützt sich auf eine Quelle aus diesem Artikel.

Zuerst: Ein Chromosom ist verpackte DNA. Die DNA liegt eng um Histon-Proteine gewickelt, und im Nukleosom liegen 146 Basenpaare um acht Histonproteine (Luger u. a., 1997). Wenn du künftig das Wort Chromosom liest, denk an den Faden mit seinen Spulen, nicht an reine DNA.

Dann: Das Zentromer teilt das Chromosom in zwei Arme, den kurzen p-Arm und den langen q-Arm (MedlinePlus Genetics, 2021). Deshalb steht in jeder Lageangabe ein Buchstabe, und deshalb ist das Zentromer der Orientierungspunkt, von dem aus beide Seiten benannt werden.

An den Enden liegen die Telomere mit der Wiederholung TTAGGG (Moyzis u. a., 1988). Sie gehören zum Bau des Chromosoms und schließen es ab, so wie Aubert und Lansdorp es mit dem Bild der Kappe beschreiben (Aubert & Lansdorp, 2008).

Und eine Lageangabe wie 14q21 liest du als Position 21 auf dem langen Arm von Chromosom 14 (MedlinePlus Genetics, 2021). Begegnet dir eine solche Angabe in einem Fachtext, kannst du sie jetzt selbst entschlüsseln.

Misst ein DNA-Test den Aufbau deiner Chromosomen?

Nein. Der Longevity | ALL IN ONE DNA-Test von mybody x (MYBODY Lab GmbH) liest ausgewählte Genvariationen und misst nichts am Chromosom oder an dessen Enden.

Die Frage liegt nahe, wenn man gerade über Chromosomen gelesen hat. Der Longevity | ALL IN ONE DNA-Test arbeitet mit einer Speichelprobe und untersucht ausgewählte SNPs, also einzelne vererbbare Abschnitte der DNA. Daraus beschreibt er eine Veranlagung. Er misst keine Chromosomenstruktur und keine Telomerlänge; weder das Zentromer noch die Enden der Chromosomen sind Gegenstand des Tests.

Das Verfahren heißt SNP-Genotypisierung. Gemessen werden über 700.000 SNPs, ausgewertet werden davon über 170 Genvariationen (Angaben von mybody x, Stand 12.11.2026). Eine Ganzgenomsequenzierung, also das Ablesen des gesamten Erbguts, ist es nicht. mybody x fasst das in zwei kurzen Sätzen: „Der Test genotypisiert. Er sequenziert nicht.“ Den Unterschied der beiden Verfahren erklärt der Beitrag Wie ein DNA-Test Genvariationen liest.

Was das Ergebnis bedeutet, beschreibt mybody x so: „Er sagt nichts über Krankheiten und stellt keine Diagnose. Die Anlage ist keine Festlegung, sondern eine Beschreibung dessen, womit du arbeitest.“ Dazu gehört ein zweiter Satz: „Deine DNA verändert sich nicht.“ Ausgewertet wird die Probe in einem Fachlabor in Deutschland.

Grenzen: Worauf stützt sich diese Erklärung zum Chromosom-Aufbau?

Auf allgemeinverständliche Erklärseiten und auf Fachartikel, von denen für einen Teil nur die Zusammenfassung vorlag.

Die Grundbeschreibungen stammen von englischsprachigen Erklärseiten der US-amerikanischen National Library of Medicine, Stand 2021 (MedlinePlus Genetics, 2021). Sie richten sich an ein breites Publikum und beschreiben den Bau in einfachen Worten. Die Kristallstruktur des Nukleosoms stammt aus dem Jahr 1997 (Luger u. a., 1997).

Für das Zentromer lag nur die Zusammenfassung der Übersichtsarbeit vor, nicht der Volltext (McKinley & Cheeseman, 2016). Dasselbe gilt für die Arbeiten zur Telomer-Sequenz und zum Schutz der Chromosomenenden (Moyzis u. a., 1988; Blackburn, 2005; Aubert & Lansdorp, 2008).

Zwei Formulierungen der Autoren sind bewusst vorsichtig, und dieser Artikel übernimmt sie. Moyzis und Kollegen schreiben, ihre Befunde legen nahe, dass TTAGGG ein funktionelles Telomer ist (Moyzis u. a., 1988). Blackburn beschreibt die Merkmale der Telomere als erhalten bei den meisten Lebewesen mit Zellkern, nicht bei allen (Blackburn, 2005). Auch „einige hundert“ Nukleotide ist eine Untergrenze ohne genaue Zahl (Aubert & Lansdorp, 2008).

Der Longevity | ALL IN ONE DNA-Test liest Genvariationen und misst keine Chromosomen. Wer etwas über Form oder Zahl der eigenen Chromosomen wissen möchte, bekommt diese Information aus dem Test nicht.

Wie lässt sich der Aufbau eines Chromosoms kurz sagen?

Ein Chromosom ist DNA, die eng um Histon-Proteine gewickelt ist. Das Zentromer gliedert es in einen kurzen und einen langen Arm, und an den Enden sitzen die Telomere. Sichtbar werden Chromosomen erst, wenn sich die Zelle teilt (MedlinePlus Genetics, 2021).

Häufige Fragen

Weiterlesen

Quellen

1. MedlinePlus Genetics (National Library of Medicine): What is a chromosome?, What is DNA?, How many chromosomes do people have?, How do geneticists indicate the location of a gene? (Stand 2021) – medlineplus.gov
2. Luger K. u. a.: Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 Å resolution, Nature (1997); McKinley K. L. und Cheeseman I. M.: The molecular basis for centromere identity and function, Nature Reviews Molecular Cell Biology (2016) – europepmc.org
3. Moyzis R. K. u. a.: A highly conserved repetitive DNA sequence, (TTAGGG)n, present at the telomeres of human chromosomes, PNAS (1988); Blackburn E. H.: Telomeres and telomerase, FEBS Letters (2005); Aubert G. und Lansdorp P. M.: Telomeres and aging, Physiological Reviews (2008) – europepmc.org

Die Beschreibung von Chromosom, Histonen, Zentromer, Armen, Lageangaben und Zellteilung stützt sich auf [1]; das Nukleosom und die Aufgabe des Zentromers bei der Teilung auf [2]; die Telomere auf [3]. Die Angaben zum Longevity | ALL IN ONE DNA-Test stammen aus den Produktdaten von mybody x, geprüft am 12.11.2026.