Mutationen können einzelne Gene, Abschnitte von Chromosomen oder die Anzahl von Chromosomen in einer Zelle betreffen. Kommt es zu einer Veränderung der Anzahl von Chromosomen, wird unterschieden, ob die Geschlechtschromosomen oder andere Chromosomen betroffen sind. Sind die Geschlechtschromosomen betroffen, spricht man von einer sogenannten gonosomalen Genommutation.
Gonosomale Genommutationen Wiederholung
Bevor wir uns im Spezifischen die gonosomale Genommutationen anschauen, wiederholen wir die Genommutationen im Allgemeinen und den menschlichen Chromosomensatz.
Autosomen und Gonosomen
Menschen besitzen 46 Chromosomen. Dabei handelt es sich um einen diploiden Chromosomensatz. Es gibt 23 unterschiedliche Chromosomen, welche in zweifacher Ausführung vorliegen. Jeder Mensch erhält einen Chromosomensatz von der Mutter und einen Chromosomensatz vom Vater.
Jeder Elternteil vererbt 22 Autosomen und 1 Gonosom (Geschlechtschromosom). Somit besitzt der Mensch 44 Autosomen und 2 Gonosomen.
Autosomen werden alle Chromosomen mit Ausnahme der Geschlechtschromosomen genannt.
Gonosomen im Menschen können entweder als X-Chromosomen oder Y-Chromosomen vorliegen. Je nachdem, ob man einen gonosomalen XX (weiblich) oder XY (männlich) Chromosomensatz erhalten hat, wird das Geschlecht determiniert.
Gonosomale Aneuploidien, Genommutationen und Polyploidien
Liegt eine unnatürliche Anzahl von Chromosomen vor, spricht man von einer numerischen Chromosomenaberration beziehungsweise von einer Genommutation.
Genommutationen werden in Polyploidien und Aneuploidien unterteilt. Bei einer Polyploidie wird der ganze Chromosomensatz verdoppelt und es entsteht ein unnatürlicher vielfacher Chromosomensatz. Bei einer Aneuploidie ist ein einzelnes Chromosom betroffen. Ist ein Chromosom zu viel, spricht man von einer Trisomie, ist ein Chromosom zu wenig von einer Monosomie.
Abbildung 1: Aneuploidie und Polyploidie
Gonosomale Genommutation
Sind Gonosomen von einer Aneuploidie betroffen, spricht man von einer sogenannten gonosomalen Genommutation oder einer gonosomalen Aneuploidie.
Gonosomale Genommutation Definition
Gonosomale Mutationen sind Veränderung der Anzahl der Geschlechtschromosomen (Gonosomen). Betroffene haben entweder ein Geschlechtschromosom zu viel oder eins zu wenig.
Liegt ein einzelnes Geschlechtschromosom vor, spricht man von einer gonosomalen Monosomie. Ist ein Geschlechtschromosom zu viel, handelt es sich um eine gonosomale Trisomie.
Folgende Aufteilungen der Geschlechtschromosomen sind beim Menschen möglich (Tabelle 1):
| Vorhandene Geschlechtschromosomen | Ausprägung (Phänotyp) |
| XX | weiblich (keine Genommutation) |
| XY | männlich (keine Genommutation) |
| X | Monosomie (Ulrich-Turner-Syndrom) |
| XYY | Trisomie (Jacobs-Syndrom) |
| XXY | Trisomie (Klinefelter-Syndrom) |
| XXX | Trisomie (Super-Female-Syndrom) |
Die verschiedenen Symptome der Ausprägungen beziehungsweise Syndrome kannst Du Dir in einem späteren Abschnitt dieses Artikels aneignen.
Gonosomale Genommutation Ursachen
Die Ursache für Aneuploidien liegt in den Reifenteilungen der Meiose.
Die Meiose ist die spezifische Zellteilung der Keimzellen. Aus diploiden Zellen entstehen durch zwei Reifeteilungen haploide Gameten (Spermien oder Eizellen).
Durch fehlerhafte Meiose kann es zur falschen Verteilung der Chromosomen kommen. Sogenannte Nondisjunctions (Nichttrennung) während der 1. oder 2. Reifenteilungen können dazu führen, dass entsprechende Gameten eine unnatürliche Anzahl von Chromosomen erhalten.
Gonosomale Aneuploidien wie in Tabelle 1 aufgelistet entstehen, wenn die Geschlechtschromosomen von einer Nondisjunction betroffen sind und die entsprechenden Gameten an der Befruchtung während der geschlechtlichen Fortpflanzung beteiligt sind. So werden entweder zu wenig oder zu viele Gonosomen an die Nachkommen weiter gegeben und es entsteht eine Monosomie oder Trisomie.
Gonosomale Genommutation Beispiele
Aneuploiden von Autosomen haben in den meisten Fällen schwerwiegende Folgen und resultieren fast immer in nicht lebensfähigen Föten. Im Allgemeinen sind Genommutationen einer der Hauptursachen für Fehlgeburten. Sind die Geschlechtschromosomen von entsprechenden Mutationen betroffen, sind die Folgen häufiger nicht so gravierend und es gibt Betroffene, welche mit diesen Gendefekten relativ normale Leben führen können.
Turner-Syndrom (X-Chromosom-Monosomie)
Betroffene des Turner-Syndroms besitzen ein einzelnes X-Geschlechtschromosom. Hierbei handelt es sich um eine Monosomie der Gonosomen.
Während in der Medizin das Turner-Syndrom aufgrund der Ausprägung von weiblichen Geschlechtsorganen als weiblicher Genomdefekt klassifiziert wird, machen sich Communitys von Betroffenen für eine intersexuelle Klassifizierung stark.
Zu den typischsten Symptomen gehören
- geringe Körpergröße
- Herzprobleme
- verspätete oder ausbleibende Pubertät
- eingeschränkte Reproduktionsfähigkeit.
Zwar kämpfen Betroffene häufig mit mentalen Problemen und Lernschwächen, sind aber in den meisten Fällen mental weitgehend uneingeschränkt.
Weitere physikalische Eigenschaften umfassen unter anderem
- deformierter Nacken
- Fehlstellung der Ellenbogen
- Zahn- und Kieferprobleme
- Augenprobleme
- geschwollene Hände und Füße.
Behandlungen mit Wachstumshormonen und Östrogen sollen dabei helfen, Symptome des Gendefekts vermindern. Die Häufigkeit des Turner-Syndroms liegt bei 1:2500 neugeborenen Mädchen.
Jacobs-Syndrom (XYY-Trisomie)
Das Jacobs-Syndrom ist ein seltener genetischer Defekt, wobei Nachkommen männlichen Geschlechts ein weiteres Y-Chromosom des Vaters erhalten. Eine Trisomie der Gonosomen ist der Fall.
Viele Betroffene haben nur milde Symptome. Der Gendefekt ist jedoch mit erhöhten Risiko für Asthma, Krampfanfällen, Autismus und Verhaltensstörungen assoziiert. Physikalisch zeichnen sich Betroffene häufig durch eine erhöhte Wachstumsrate seit der Kindheit und eine große, schlanke Statur aus.
Da die Symptome häufig relativ milde ausgeprägt sind, bleibt das Symptom häufig unerkannt. Die Häufigkeit des Jacobs-Syndroms liegt je nach Region bei ca. 1:1000 - 1:2000 neugeborener Jungen.
Klinefelter-Syndrom (XXY-Trisomie)
Das Klinefelter Syndrom ist ein seltener genetischer Defekt, bei dem Neugeborene männlichen Geschlechts ein weiteres X-Chromosom der Mutter erhalten haben. Es liegt eine gonosomale Trisomie vor.
Auch Betroffene des Klinefelter-Syndroms weisen eher milde Symptome auf:
- hochgewachsene Gestalt
- ausfällig lange Extremitäten
- schmale Schultern
- breite Hüften
- verminderte Körper- und Bartbehaarung
- Hodenatrophie (Schrumpfhoden)
- Gynäkomastie (Vergrößerung der Brustdrüsen)
- Azoospermie (fehlende Bildung von Spermien).
Häufig bleibt das Klinefelter-Syndrom unerkannt. Schätzungsweise ist 1 Neugeborener aus 500–1000 Neugeborenen durch ein zusätzliches X-Chromosom geprägt.
Super-Female-Syndrom (XXX-Trisomie)
Das Super-Female-Syndrom ist ein genetischer Defekt bei Neugeborenen weiblichen Geschlechts, die ein weiteres X-Chromosom durch die Eltern erhalten haben. Es handelt sich um eine gonosomale Trisomie. Zwei Drittel der Betroffenen haben keine physischen Symptome. Falls Symptome auftreten, äußern sich diese in einer großen Statur und einem unterdurchschnittlich großen Kopf. Häufig leiden Betroffene unter Lernstörungen und einer eingeschränkten Fruchtbarkeit.
Da viele Fälle asymptomatisch verlaufen, bleiben dementsprechend viele Betroffene unerkannt. Schätzungen gehen davon aus, dass nur ca. 10 % der Fälle des Super-Female-Syndroms diagnostiziert werden. Die Häufigkeit liegt bei ca. 1:800 bis 1:1000 bei neugeborenen Mädchen.
Gonosomale Genommutationen - Das Wichtigste
- Menschen haben 46 Chromosomen, davon sind 44 Autosomen und 2 Gonosomen (Geschlechtschromosomen).
- Die Gonosomen liegen entweder als zwei X-Chromosomen (weiblich) oder als ein X- und ein Y-Chromosom (männlich) vor.
- Gerät die natürliche Anzahl der Chromosomen aus dem Gleichgewicht, spricht man von einer Genommutation (numerische Aberration).
- Sind die Gonosomen von einer Genommutation betroffen, handelt es sich um eine gonosomale Genommutation oder auch gonosomale Aneuploidie.
- Betroffene tragen entweder ein Geschlechtschromosom zu wenig (Monosomie) oder ein Geschlechtschromosom zu viel (Trisomie).
- Mögliche Verteilungen der Geschlechtschromosomen durch gonosomale Genommutation sind: X, XXY, XYY, XXX.
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