Chromosomenreihe. Regeln für Chromosomensätze

Chromosomenmutationen (auch Aberrationen oder Umlagerungen genannt) sind unvorhersehbare Veränderungen in der Struktur von Chromosomen. Sie werden meist durch Probleme verursacht, die während der Zellteilung auftreten. Eine weitere mögliche Ursache für Chromosomenmutationen ist die Einwirkung auslösender Umweltfaktoren. Lassen Sie uns herausfinden, welche Erscheinungsformen solche Veränderungen in der Struktur der Chromosomen haben können und welche Folgen sie für die Zelle und den gesamten Organismus haben.

Mutationen. Allgemeine Bestimmungen

Unter einer Mutation versteht man in der Biologie eine dauerhafte Veränderung der Struktur des Erbguts. Was bedeutet „anhaltend“? Es wird an die Nachkommen eines Organismus vererbt, der über mutierte DNA verfügt. Dies geschieht wie folgt. Eine Zelle erhält die falsche DNA. Es teilt sich und zwei Töchter kopieren seine Struktur vollständig, das heißt, sie enthalten ebenfalls verändertes Erbgut. Dann gibt es immer mehr solcher Zellen, und wenn der Organismus zur Fortpflanzung übergeht, erhalten seine Nachkommen einen ähnlichen mutierten Genotyp.

Mutationen verlaufen in der Regel nicht spurlos. Einige von ihnen verändern den Körper so stark, dass die Folge dieser Veränderungen der Tod ist. Einige von ihnen zwingen den Körper zu einer neuen Funktionsweise, verringern seine Anpassungsfähigkeit und führen zu schwerwiegenden Erkrankungen. Und eine sehr kleine Anzahl von Mutationen kommt dem Körper zugute und erhöht dadurch seine Fähigkeit, sich an Umweltbedingungen anzupassen.

Mutationen werden in Gen-, Chromosomen- und Genommutationen unterteilt. Diese Klassifizierung basiert auf Unterschieden, die in verschiedenen Strukturen des genetischen Materials auftreten. Chromosomenmutationen beeinflussen somit die Struktur der Chromosomen, Genmutationen beeinflussen die Nukleotidsequenz in Genen und genomische Mutationen führen zu Veränderungen im Genom des gesamten Organismus, indem sie einen ganzen Satz Chromosomen hinzufügen oder entfernen.

Lassen Sie uns ausführlicher über Chromosomenmutationen sprechen.

Welche Arten von Chromosomenumlagerungen können auftreten?

Je nachdem, wie die Veränderungen lokalisiert sind, werden folgende Arten von Chromosomenmutationen unterschieden.

Intrachromosomal – Transformation des genetischen Materials innerhalb eines Chromosoms.
Interchromosomal – Umlagerungen, bei denen zwei nicht homologe Chromosomen ihre Abschnitte austauschen. Nicht homologe Chromosomen enthalten unterschiedliche Gene und kommen während der Meiose nicht vor.

Jede dieser Arten von Aberrationen entspricht bestimmten Arten von Chromosomenmutationen.

Löschungen

Eine Deletion ist die Trennung oder der Verlust eines Teils eines Chromosoms. Es ist leicht zu vermuten, dass diese Art von Mutation intrachromosomal ist.

Wenn der äußerste Teil eines Chromosoms abgetrennt wird, wird die Deletion als terminal bezeichnet. Geht genetisches Material näher an der Mitte des Chromosoms verloren, spricht man von einer solchen Deletion interstitiell.

Diese Art von Mutation kann die Lebensfähigkeit des Organismus beeinträchtigen. Beispielsweise verleiht der Verlust eines Abschnitts eines Chromosoms, der für ein bestimmtes Gen kodiert, einer Person Immunität gegen das Immunschwächevirus. Diese adaptive Mutation entstand vor etwa 2.000 Jahren, und einige Menschen mit AIDS konnten nur überleben, weil sie das Glück hatten, Chromosomen mit veränderter Struktur zu haben.

Duplikate

Eine andere Art der intrachromosomalen Mutation ist die Duplikation. Dabei handelt es sich um das Kopieren eines Abschnitts eines Chromosoms, das durch einen Fehler beim sogenannten Crossover oder Crossing-Over während der Zellteilung entsteht.

Ein auf diese Weise kopierter Abschnitt kann seine Position beibehalten, sich um 180° drehen oder sogar mehrmals wiederholt werden. Eine solche Mutation wird dann als Amplifikation bezeichnet.

Bei Pflanzen kann die Menge an genetischem Material gerade durch wiederholte Duplikationen zunehmen. Dabei verändert sich in der Regel die Anpassungsfähigkeit einer ganzen Art, sodass solche Mutationen für die Evolution von großer Bedeutung sind.

Umkehrungen

Bezieht sich auch auf intrachromosomale Mutationen. Unter Inversion versteht man die Drehung eines bestimmten Abschnitts eines Chromosoms um 180°.

Der durch die Inversion umgedrehte Teil des Chromosoms kann sich auf einer Seite des Zentromers (parazentrische Inversion) oder auf gegenüberliegenden Seiten davon (perizentrisch) befinden. Das Zentromer ist die sogenannte Region der primären Verengung des Chromosoms.

Typischerweise haben Inversionen keinen Einfluss auf die äußeren Zeichen des Körpers und führen nicht zu Pathologien. Es besteht jedoch die Vermutung, dass bei Frauen mit einer Inversion eines bestimmten Teils von Chromosom neun die Wahrscheinlichkeit einer Fehlgeburt während der Schwangerschaft um 30 % steigt.

Translokationen

Translokation ist die Bewegung eines Abschnitts eines Chromosoms zu einem anderen. Diese Mutationen sind vom interchromosomalen Typ. Es gibt zwei Arten von Translokationen.

Gegenseitig ist der Austausch zweier Chromosomen in bestimmten Bereichen.
Robertsonian – Verschmelzung zweier Chromosomen mit kurzem Arm (akrozentrisch). Bei der Robertson-Translokation gehen kurze Abschnitte beider Chromosomen verloren.

Reziproke Translokationen führen bei Menschen zu Problemen bei der Geburt von Kindern. Manchmal führen solche Mutationen zu Fehlgeburten oder zur Geburt von Kindern mit angeborenen Entwicklungsstörungen.

Robertsonsche Translokationen kommen beim Menschen recht häufig vor. Insbesondere wenn eine Translokation des Chromosoms 21 auftritt, entwickelt der Fötus das Down-Syndrom, eine der am häufigsten gemeldeten angeborenen Pathologien.

Isochromosomen

Isochromosomen sind Chromosomen, die einen Arm verloren haben, ihn aber durch eine exakte Kopie ihres anderen Arms ersetzt haben. Das heißt, im Wesentlichen kann ein solcher Prozess als Löschung und Inversion in einer Flasche betrachtet werden. In sehr seltenen Fällen haben solche Chromosomen zwei Zentromere.

Isochromosomen sind im Genotyp von Frauen vorhanden, die am Shereshevsky-Turner-Syndrom leiden.

Alle oben beschriebenen Arten von Chromosomenmutationen sind in verschiedenen lebenden Organismen, einschließlich des Menschen, inhärent. Wie manifestieren sie sich?

Chromosomenmutationen. Beispiele

Mutationen können in Geschlechtschromosomen und in Autosomen (alle anderen gepaarten Chromosomen der Zelle) auftreten. Beeinträchtigt die Mutagenese Geschlechtschromosomen, sind die Folgen für den Körper meist schwerwiegend. Es entstehen angeborene Pathologien, die die geistige Entwicklung des Einzelnen beeinträchtigen und sich meist in Veränderungen des Phänotyps äußern. Das heißt, mutierte Organismen unterscheiden sich äußerlich von normalen.

Genomische und chromosomale Mutationen kommen bei Pflanzen häufiger vor. Sie kommen jedoch sowohl bei Tieren als auch beim Menschen vor. Chromosomenmutationen, von denen wir im Folgenden Beispiele betrachten, äußern sich im Auftreten schwerer Erbkrankheiten. Dies sind das Wolf-Hirschhorn-Syndrom, das „Cry the Cat“-Syndrom, die partielle Trisomie am kurzen Arm von Chromosom 9 und einige andere.

Schrei des Katzensyndroms

Diese Krankheit wurde 1963 entdeckt. Sie tritt aufgrund einer teilweisen Monosomie am kurzen Arm von Chromosom 5 auf, die durch eine Deletion verursacht wird. Eines von 45.000 Kindern wird mit diesem Syndrom geboren.

Warum hat diese Krankheit einen solchen Namen bekommen? Kinder, die an dieser Krankheit leiden, haben einen charakteristischen Schrei, der dem Miauen einer Katze ähnelt.

Wenn der kurze Arm des fünften Chromosoms gelöscht wird, können verschiedene Teile davon verloren gehen. Die klinischen Manifestationen der Krankheit hängen direkt davon ab, welche Gene bei dieser Mutation verloren gegangen sind.

Die Struktur des Kehlkopfes verändert sich bei allen Patienten, was bedeutet, dass „Katzenschrei“ ausnahmslos für alle charakteristisch ist. Bei den meisten Menschen, die an diesem Syndrom leiden, kommt es zu einer Veränderung der Schädelstruktur: einer Verkleinerung der Gehirnregion, einem mondförmigen Gesicht. Beim „Cry the Cat“-Syndrom liegen die Ohren meist tief. Manchmal haben Patienten angeborene Erkrankungen des Herzens oder anderer Organe. Auch geistige Behinderung wird zu einem charakteristischen Merkmal.

Typischerweise sterben Patienten mit diesem Syndrom im frühen Kindesalter, nur 10 % von ihnen überleben das zehnte Lebensjahr. Es gab jedoch auch Fälle von Langlebigkeit mit dem „Katzenschrei“-Syndrom – bis zu 50 Jahre.

Wolf-Hirschhorn-Syndrom

Dieses Syndrom ist viel seltener – 1 Fall pro 100.000 Geburten. Sie wird durch die Deletion eines Segments des kurzen Arms des vierten Chromosoms verursacht.

Die Erscheinungsformen dieser Krankheit sind vielfältig: verzögerte Entwicklung der körperlichen und geistigen Sphäre, Mikrozephalie, charakteristische Schnabelnase, Schielen, Gaumen- oder Oberlippenspalte, kleiner Mund, Defekte innerer Organe.

Wie viele andere menschliche Chromosomenmutationen wird die Wolf-Hirschhorn-Krankheit als halbtödlich eingestuft. Dies bedeutet, dass die Lebensfähigkeit des Körpers bei einer solchen Erkrankung deutlich eingeschränkt ist. Kinder, bei denen das Wolf-Hirschhorn-Syndrom diagnostiziert wurde, werden in der Regel nicht älter als 1 Jahr, es wurde jedoch ein Fall registriert, bei dem der Patient 26 Jahre alt wurde.

Partielles Trisomiesyndrom am kurzen Arm von Chromosom 9

Diese Krankheit entsteht durch unausgeglichene Duplikationen im neunten Chromosom, wodurch sich auf diesem Chromosom mehr genetisches Material befindet. Insgesamt sind mehr als 200 Fälle solcher Mutationen beim Menschen bekannt.

Das klinische Bild wird durch eine verzögerte körperliche Entwicklung, eine leichte geistige Behinderung und einen charakteristischen Gesichtsausdruck beschrieben. Bei einem Viertel aller Patienten werden Herzfehler festgestellt.

Beim partiellen Trisomiesyndrom des kurzen Arms von Chromosom 9 ist die Prognose noch relativ günstig: Die meisten Patienten überleben bis ins hohe Alter.

Andere Syndrome

Manchmal treten Chromosomenmutationen sogar in sehr kleinen DNA-Abschnitten auf. Krankheiten werden in solchen Fällen meist durch Duplikationen oder Deletionen verursacht und werden Mikroduplikationen bzw. Mikrodeletionen genannt.

Das häufigste Syndrom dieser Art ist die Prader-Willi-Krankheit. Es entsteht durch Mikrodeletion eines Abschnitts von Chromosom 15. Interessanterweise muss der Körper dieses Chromosom vom Vater erhalten. Durch Mikrodeletionen sind 12 Gene betroffen. Patienten mit diesem Syndrom leiden unter geistiger Behinderung, Fettleibigkeit und haben normalerweise kleine Füße und Hände.

Ein weiteres Beispiel für solche Chromosomenerkrankungen ist das Sotos-Syndrom. Am langen Arm des Chromosoms 5 kommt es zu einer Mikrodeletion. Das klinische Bild dieser Erbkrankheit ist durch schnelles Wachstum, eine Vergrößerung der Hände und Füße, das Vorhandensein einer konvexen Stirn und eine gewisse geistige Behinderung gekennzeichnet. Die Häufigkeit dieses Syndroms ist nicht erwiesen.

Chromosomenmutationen, genauer gesagt Mikrodeletionen in den Bereichen der Chromosomen 13 und 15, verursachen einen Wilms-Tumor bzw. ein Retinblastom. Der Wilms-Tumor ist ein Nierenkrebs, der vor allem bei Kindern auftritt. Das Retinoblastom ist ein bösartiger Tumor der Netzhaut, der auch bei Kindern auftritt. Diese Krankheiten sind behandelbar, wenn sie im Frühstadium diagnostiziert werden. In einigen Fällen greifen Ärzte auf chirurgische Eingriffe zurück.

Die moderne Medizin beseitigt viele Krankheiten, eine Heilung oder zumindest Vorbeugung von Chromosomenmutationen ist jedoch noch nicht möglich. Sie können nur zu Beginn der fetalen Entwicklung nachgewiesen werden. Die Gentechnik steht jedoch nicht still. Vielleicht wird bald ein Weg gefunden, durch Chromosomenmutationen verursachte Krankheiten zu verhindern.

Mit Hilfe chromosomaler Umlagerungen ist es möglich:

Untersuchen Sie die Interaktion von Genen, wenn sich ihre Position im Chromosom ändert.
den Einfluss des Standorts von euchromatischem und heterochromatischem Material auf die phänotypische Wirkung des Gens zu klären;
interchromosomale Beziehungen im Genotyp eines Organismus erforschen;
neue Kupplungsgruppen besorgen.

Mit anderen Worten: Die Struktur des Karyotyps und Genotyps von Arten, die im Laufe der Evolution über Hunderttausende und Millionen Jahre hinweg erarbeitet wurde, kann von einem Genetiker über mehrere Generationen hinweg rekonstruiert werden. Mit Hilfe chromosomaler Umlagerungen können neue Genotypsysteme geschaffen werden.

Chromosomenumlagerungen, die sowohl innerhalb eines Chromosoms als auch zwischen nicht homologen Chromosomen auftreten, sind ein sehr wichtiger Mechanismus für die Rekombination von Genen innerhalb des Chromosomensatzes jeder Art.

Aus dem oben Gesagten sollte klar sein, dass Chromosomenumlagerungen das Verhalten der Chromosomen in der Meiose, die Wirkung von Genen, die Eigenschaften der Gendominanz, die Art der Genrekombination, Gametogenese usw. verändern können. Da die natürliche Selektion alle Prozesse im Körper steuert, Es ist offensichtlich, dass die Nachkommen von Organismen mit unterschiedlichen Chromosomenumlagerungen unterschiedliche Überlebenschancen haben.

Wir haben bereits gesagt, dass das Phänomen der homologen erblichen Variabilität in einigen Fällen durch die Entstehung von Arten erklärt wird, die auf chromosomalen Umlagerungen des ursprünglichen Karyotyps basieren. Es ist jedoch zu bedenken, dass bei der Formulierung des Gesetzes der homologischen Reihe noch nicht genügend Fakten über das Vorliegen chromosomaler Umlagerungen vorlagen und das Gesetz auf der Grundlage der phänotypischen Klassifikation der erblichen Variabilität entwickelt wurde.

Heutzutage wurden in der Genetik zahlreiche Fakten gesammelt, die Anlass zu der Annahme geben, dass einer der Hauptmechanismen, die das Auftreten homologer Mutationsreihen bei eng verwandten Arten verursachen, der Prozess der Chromosomenumlagerung ist. Translokationen, Inversionen, Duplikationen und Polyploidie im Prozess der Differenzierung einer Art in Rassen, Unterarten und neue Arten spielen die Rolle von Isolationsfaktoren einer Gruppe von Individuen von einer anderen. Diese chromosomalen Umlagerungen führen zu einer Unkreuzbarkeit von Individuen in der Population sowie zu einer Abnahme der Fruchtbarkeit und Lebensfähigkeit von Zygoten aufgrund eines Ungleichgewichts im Gengleichgewicht. Wenn jedoch eine lebensfähige Form entsteht, die homozygot für Translokation, Inversion oder Duplikation ist, kann sie an bestimmte Lebensbedingungen angepasst werden, sich frei vermehren und sich dann in eine neue Art trennen. Diese neue Art behält die gleichen Gene, aber entweder befinden sie sich in unterschiedlichen Verknüpfungsgruppen oder in einer anderen Anordnungssequenz. Solche Gene können in die gleiche Richtung wie in der ursprünglichen Art mutieren und so das Auftreten homologer Mutationsreihen verursachen. Wie genetische Untersuchungen verwandter Arten, insbesondere der Gattung Drosophila, zeigen, erweisen sich deren genetische Systeme als sehr ähnlich und die Unterschiede beziehen sich hauptsächlich auf die Lage einzelner Gene.

Die Rolle chromosomaler Umlagerungen ist auch für die Entwicklung des Genotyps wichtig. Es wurde gezeigt, dass Gene als Folge von Translokationen, Duplikationen und Inversionen die Natur der Dominanz aufgrund von Positionseffekten verändern. Wenn eine vorteilhafte Genmutation rezessiv ist, kann sie mit Hilfe des Positionseffekts in einem heterozygoten Zustand erscheinen und sich im Leben der Art stabilisieren. Die Bedeutung von Translokationen ist besonders groß bei der Übertragung einzelner Abschnitte von Autosomen auf Geschlechtschromosomen. Diese Umlagerungen sind ein wichtiger Faktor für die Unkreuzbarkeit von Tierarten.

Wie wir bereits wissen, besteht das Y-Chromosom häufig aus Heterochromatin und ist genetisch inaktiv. Dies äußert sich jedoch bei verschiedenen Tieren in unterschiedlichem Ausmaß. Aufgrund der insgesamt geringen Aktivität des Y-Chromosoms von Drosophila ist jedoch einer seiner Abschnitte homolog zu einem Abschnitt im X-Chromosom. Beim menschlichen Y-Chromosom ist ein solcher Abschnitt viel länger, und das Gleiche passiert auch bei der Melandriumpflanze.

Die X- und Y-Chromosomen können sowohl homologe als auch nicht homologe Regionen enthalten, d. h. das X-Chromosom hat immer eine eigene charakteristische Region, die im Y-Chromosom fehlt; Gene in dieser Region werden geschlechtsgebunden vererbt. Es gibt auch eine Region auf dem Y-Chromosom, die auf dem X-Chromosom nicht vorhanden ist. Merkmale, die durch die Gene dieser Region (holandrische Gene) bestimmt werden, werden nur über die männliche Linie vererbt, wenn das männliche Geschlecht heterogametisch ist.

Offensichtlich können homologe und nicht homologe Bereiche in den Geschlechtschromosomen auch durch Chromosomenumlagerungen entstehen. Dies wird dadurch belegt, dass bei vielen Tierarten die Anzahl der heteromorphen Chromosomen stark variiert.

Schematisch dargestellt ist der Ablauf eines möglichen Austauschs von Fragmenten zwischen dem X-Chromosom und dem Autosom im heterogametischen Geschlecht X0 infolge einer Translokation. Als Ergebnis dieser Umlagerung entsteht ein neuer Typ von Heterochromosom X 1 X 2 Y. Die zytologische Analyse der Meiose in solchen Formen zeigt die Bildung von Trivalenten, was die Richtigkeit der Annahme über die Entstehung heteromorpher Chromosomen durch Translokationen bestätigt.

Die zytologische Analyse einiger verwandter Tierarten zeigt, dass die haploiden Chromosomenzahlen in ihrem Satz unterschiedlich sind, während einzelne Chromosomen homologe Regionen tragen können. Einige verwandte Drosophila-Arten haben 3 Chromosomenpaare (D. willistoni), andere haben 4 Paare (D. melanogaster und D. americana) und eine dritte Gruppe hat 6 Paare (D. virilis).

Chromosomen können sich in doppelarmige Chromosomen verwandeln und umgekehrt kann sich auch die Anzahl der Chromosomen im Satz ändern.

Die Ergebnisse der Untersuchung chromosomaler Umlagerungen überzeugen erstens vom Vorhandensein einer linearen Diskretion der Chromosomen und zweitens davon, dass der Genotyp ein integrales System und nicht die Summe einzelner Gene darstellt.

Die Betrachtung chromosomaler Umlagerungen führt zu dem Schluss, dass sie:

liegen Veränderungen in Genverknüpfungsgruppen zugrunde;
die Art der Vererbung von Merkmalen und Eigenschaften über Generationen hinweg verändern;
die Expression und Interaktion von Genen verändern;
sind nicht nur eine Quelle erblicher Variabilität kombinativer Natur, sondern auch ein Mechanismus zur Transformation des Genotyps und Karyotyps im Evolutionsprozess;
deuten darauf hin, dass sich viele Gene, die als „klassische“ Punktmutationen gelten, entweder als Duplikationen, Deletionen oder Inversionen herausstellen.

Chromosomenumlagerungen dienen als Methode zur zytogenetischen Lokalisierung von Genen in Chromosomen, als Methode zur Untersuchung des Mechanismus der Meiose und zur Feinkartierung von Genen. Sie können für praktische Zwecke genutzt werden, um die Verknüpfungsgruppen von Genen zu verändern, die wirtschaftlich wertvolle Merkmale bestimmen.

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Chromosomenmutationen sind die Ursache für Chromosomenerkrankungen.

Chromosomenmutationen sind strukturelle Veränderungen einzelner Chromosomen, die normalerweise unter einem Lichtmikroskop sichtbar sind. Eine chromosomale Mutation betrifft eine große Anzahl (von Dutzenden bis zu mehreren Hundert) Genen, was zu einer Veränderung des normalen diploiden Satzes führt. Obwohl Chromosomenaberrationen im Allgemeinen die DNA-Sequenz bestimmter Gene nicht verändern, führen Veränderungen in der Kopienzahl von Genen im Genom zu einem genetischen Ungleichgewicht aufgrund eines Mangels oder Überschusses an genetischem Material. Es gibt zwei große Gruppen chromosomaler Mutationen: intrachromosomale und interchromosomale

Intrachromosomale Mutationen sind Abweichungen innerhalb eines Chromosoms. Diese beinhalten:

– Verlust eines der inneren oder terminalen Chromosomenabschnitte. Dies kann zu einer Störung der Embryogenese und zur Bildung mehrerer Entwicklungsanomalien führen (zum Beispiel führt eine Deletion im Bereich des kurzen Arms des 5. Chromosoms, bezeichnet als 5p-, zu einer Unterentwicklung des Kehlkopfes, Herzfehlern, geistiger Behinderung. Dies Der Symptomkomplex ist als „Katzenschrei“-Syndrom bekannt, da bei kranken Kindern aufgrund einer Anomalie des Kehlkopfes das Weinen dem Miauen einer Katze ähnelt.

Umkehrungen. Durch zwei Chromosomenbrüche wird das entstandene Fragment nach einer Drehung um 180 Grad an seinen ursprünglichen Platz eingefügt. Dadurch wird lediglich die Reihenfolge der Gene gestört;

Duplikationen – Verdoppelung (oder Vermehrung) eines beliebigen Teils eines Chromosoms (z. B. verursacht eine Trisomie am kurzen Arm von Chromosom 9 mehrere Defekte, einschließlich Mikrozephalie, verzögerte körperliche, geistige und intellektuelle Entwicklung).

Interchromosomale Mutationen oder Rearrangement-Mutationen sind der Austausch von Fragmenten zwischen nicht homologen Chromosomen. Solche Mutationen werden Translokationen genannt (von lateinisch trans – für, durch und locus – Ort). Das:

reziproke Translokation – zwei Chromosomen tauschen ihre Fragmente aus;

nicht-reziproke Translokation – ein Fragment eines Chromosoms wird zu einem anderen transportiert;

„zentrische“ Fusion (Robertsonsche Translokation) ist die Verbindung zweier akrozentrischer Chromosomen im Bereich ihrer Zentromere unter Verlust der kurzen Arme.

Wenn Chromatiden quer durch Zentromere gebrochen werden, werden „Schwesterchromatiden“ zu „Spiegelarmen“ zweier verschiedener Chromosomen, die die gleichen Gensätze enthalten. Solche Chromosomen werden Isochromosomen genannt.

Translokationen und Inversionen, bei denen es sich um ausgeglichene Chromosomenumlagerungen handelt, haben keine phänotypischen Manifestationen, aber als Folge der Segregation neu angeordneter Chromosomen in der Meiose können sie unausgeglichene Gameten bilden, was zur Entstehung von Nachkommen mit Chromosomenanomalien führt.

Genomische Mutationen

Genomische Mutationen sind ebenso wie Chromosomenmutationen die Ursache für Chromosomenerkrankungen.

Zu den genomischen Mutationen zählen Aneuploidien und Veränderungen in der Ploidie strukturell unveränderter Chromosomen. Genomische Mutationen werden mit zytogenetischen Methoden nachgewiesen.

Aneuploidie ist eine Veränderung (Abnahme – Monosomie, Zunahme – Trisomie) in der Anzahl der Chromosomen in einem diploiden Satz, nicht ein Vielfaches des haploiden Satzes (2n+1, 2n-1 usw.).

Polyploidie ist eine Zunahme der Anzahl der Chromosomensätze um ein Vielfaches der haploiden (3n, 4n, 5n usw.).

Beim Menschen sind Polyploidie sowie die meisten Aneuploidien tödliche Mutationen.

Zu den häufigsten genomischen Mutationen gehören:

Trisomie – das Vorhandensein von drei homologen Chromosomen im Karyotyp (zum Beispiel das 21. Paar beim Down-Syndrom, das 18. Paar beim Edwards-Syndrom, das 13. Paar beim Patau-Syndrom; für Geschlechtschromosomen: XXX, XXY, XYY);

Monosomie – das Vorhandensein nur eines von zwei homologen Chromosomen. Bei einer Monosomie eines der Autosomen ist eine normale Entwicklung des Embryos nicht möglich. Die einzige Monosomie beim Menschen, die mit dem Leben vereinbar ist – die Monosomie auf dem X-Chromosom – führt zum Shereshevsky-Turner-Syndrom (45,X).

Der Grund, der zur Aneuploidie führt, ist die Nichtdisjunktion von Chromosomen während der Zellteilung während der Bildung von Keimzellen oder der Verlust von Chromosomen infolge einer Anaphaseverzögerung, wenn während der Bewegung zum Pol eines der homologen Chromosomen hinter anderen nicht zurückbleiben kann. homologe Chromosomen. Der Begriff Nichtdisjunktion bedeutet das Fehlen einer Trennung von Chromosomen oder Chromatiden bei der Meiose oder Mitose.

Die Nichtdisjunktion der Chromosomen tritt am häufigsten während der Meiose auf. Die Chromosomen, die sich normalerweise während der Meiose teilen sollten, bleiben miteinander verbunden und bewegen sich in der Anaphase zu einem Pol der Zelle, wodurch zwei Gameten entstehen, von denen einer ein zusätzliches Chromosom hat und der andere dieses Chromosom nicht hat. Wenn ein Gamet mit einem normalen Chromosomensatz von einem Gameten mit einem zusätzlichen Chromosom befruchtet wird, kommt es zu einer Trisomie (d. h. es gibt drei homologe Chromosomen in der Zelle); wenn ein Gamet ohne ein Chromosom befruchtet wird, entsteht eine Zygote mit Monosomie. Wenn auf einem autosomalen Chromosom eine monosomale Zygote gebildet wird, stoppt die Entwicklung des Organismus in den frühesten Entwicklungsstadien.

In somatischen Zellen treten alle Arten von Mutationen auf (auch unter dem Einfluss verschiedener Strahlungen), die für Keimzellen charakteristisch sind.

Alle Erbkrankheiten, die durch das Vorhandensein eines pathologischen Gens verursacht werden, werden gemäß den Mendelschen Gesetzen vererbt. Das Auftreten von Erbkrankheiten wird durch Störungen im Prozess der Speicherung, Übertragung und Umsetzung erblicher Informationen verursacht. Die Schlüsselrolle erblicher Faktoren beim Auftreten eines pathologischen Gens, das zur Krankheit führt, wird durch die im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung sehr hohe Häufigkeit einer Reihe von Krankheiten in einigen Familien bestätigt.

Das Auftreten von Erbkrankheiten beruht auf Mutationen: vor allem Chromosomen- und Genmutationen. Folglich werden chromosomale und erbliche Generkrankungen unterschieden.

Chromosomenerkrankungen werden nach der Art des Gens oder der Chromosomenmutation und der begleitenden Individualität klassifiziert, die an der Chromosomenveränderung beteiligt ist. Dabei bleibt das pathogenetische Prinzip erhalten, das nach dem nosologischen Prinzip der Erbpathologie für die Einheit von Bedeutung ist:

Für jede Krankheit wird eine genetische Struktur (Chromosom und sein Segment) festgelegt, die die Pathologie bestimmt;

Es wird offenbart, um welche genetische Störung es sich handelt. Sie wird durch einen Mangel oder Überschuss an chromosomalem Material bestimmt.

NUMERISCHE STÖRUNGEN: bestehen aus einer Veränderung der Ploidie des Chromosomensatzes und einer Abweichung der Chromosomenzahl von der Diploidität für jedes Chromosomenpaar nach unten (diese Störung wird Monosomie genannt) oder nach oben (Trisomie und andere Formen der Polysomie). Triploide und tetraploide Organismen wurden gut untersucht; ihre Häufigkeit ist gering. Dabei handelt es sich vor allem um selbstabgetriebene Embryonen (Fehlgeburten) und Totgeburten. Wenn Neugeborene solche Störungen aufweisen, leben sie in der Regel nicht länger als 10 Tage.

Genomische Mutationen auf einzelnen Chromosomen sind zahlreich; sie machen den Großteil der Chromosomenerkrankungen aus. Auf dem X-Chromosom werden vollständige Monosomien beobachtet, die zur Entwicklung des Sherevsky-Turner-Syndroms führen. Autosomale Monosomien sind bei Lebendgeburten sehr selten. Lebendgeborene sind Organismen mit einem erheblichen Anteil normaler Zellen: Die Monosomie betrifft die Autosomen 21 und 22.

Vollständige Trisomien wurden für eine deutlich größere Anzahl von Chromosomen untersucht: 8, 9, 13, 14, 18, 21, 22 und X-Chromosomen. Die Anzahl der X-Chromosomen in einem Individuum kann bis zu 5 erreichen, gleichzeitig bleibt seine Lebensfähigkeit bestehen, meist nur von kurzer Dauer.

Veränderungen in der Anzahl einzelner Chromosomen verursachen Störungen in ihrer Verteilung auf Tochterzellen während der ersten und zweiten meiotischen Teilung in der Gametogenese oder bei den ersten Spaltungen einer befruchteten Eizelle.

Die Gründe für einen solchen Verstoß können sein:

Verletzung der Divergenz während der Anaphase des reduplizierten Chromosoms, wodurch das duplizierte Chromosom in nur einer Tochterzelle landet.

Verletzung der Konjugation homologer Chromosomen, die auch die korrekte Trennung von Homologen in Tochterzellen stören kann.

Die Verzögerung der Chromosomen in der Anaphase, wenn sie in der Tochterzelle auseinanderlaufen, was zum Verlust eines Chromosoms führen kann.

Wenn eine der oben genannten Störungen in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Abschnitten auftritt, kommt es zu Tetrosomie und anderen Arten von Polysomie.

STRUKTURVERLETZUNGEN. Unabhängig von der Art verursachen sie Teile des Materials auf einem bestimmten Chromosom (partielle Monosomie) oder dessen Überschuss (partielle Trisomie). Einfache Deletion des gesamten Arms, interstitiell und terminal (terminal) kann zu einer partiellen Monosomie führen. Bei terminalen Deletionen beider Arme kann das X-Chromosom kreisförmig werden. Solche Ereignisse können in jedem Stadium der Gametogenese auftreten, auch nachdem die Keimzelle beide meiotischen Teilungen abgeschlossen hat. Auch ausgewogene Umlagerungen von Typinversionen, reziproken und Robertsonschen Translokationen im Körper des Elternteils können zu einer partiellen Monosomie führen. Dies ist das Ergebnis der Bildung eines unausgeglichenen Gameten. Auch eine partielle Trisomie verläuft unterschiedlich. Hierbei kann es sich um neu erstellte Duplikate des einen oder anderen Segments handeln. Am häufigsten werden sie jedoch von Eltern mit normalem Phänotyp geerbt, die Träger ausgeglichener Translokationen oder Inversionen sind, die auf den Eintritt eines in Richtung überschüssigen Materials unausgeglichenen Chromosoms in den Gameten zurückzuführen sind. Separat ist eine partielle Monosomie oder Trisomie seltener als in Kombination, wenn der Patient gleichzeitig eine partielle Monosomie auf einem Chromosom und eine partielle Trisomie auf dem anderen hat.

Die Hauptgruppe besteht aus Veränderungen im Gehalt an strukturellem Heterochromatin im Chromosom. Dieses Phänomen liegt dem normalen Polymorphismus zugrunde, wenn Schwankungen im Heterochromatingehalt nicht zu ungünstigen Veränderungen im Phänotyp führen. In einigen Fällen führt jedoch ein Ungleichgewicht in heterochromatischen Regionen zur Zerstörung der geistigen Entwicklung.

Ungefähr 1 von 150 Kindern wird damit geboren Chromosomenanomalie. Diese Störungen werden durch Fehler in der Anzahl oder Struktur der Chromosomen verursacht. Viele Kinder mit Chromosomenproblemen haben geistige und/oder körperliche Geburtsfehler. Einige Chromosomenprobleme führen letztendlich zu einer Fehl- oder Totgeburt.

Chromosomen sind fadenförmige Strukturen, die in den Zellen unseres Körpers vorkommen und eine Reihe von Genen enthalten. Der Mensch verfügt über etwa 20–25.000 Gene, die Merkmale wie Augen- und Haarfarbe bestimmen und außerdem für das Wachstum und die Entwicklung aller Körperteile verantwortlich sind. Jeder Mensch hat normalerweise 46 Chromosomen, die zu 23 Chromosomenpaaren zusammengefasst sind, wobei ein Chromosom von der Mutter und das zweite vom Vater geerbt wird.

Ursachen für Chromosomenanomalien

Chromosomenanomalien sind in der Regel das Ergebnis eines Fehlers, der während der Reifung eines Spermiums oder einer Eizelle auftritt. Warum diese Fehler auftreten, ist noch nicht bekannt.

Eier und Spermien enthalten normalerweise 23 Chromosomen. Wenn sie zusammenkommen, bilden sie eine befruchtete Eizelle mit 46 Chromosomen. Aber manchmal geht während (oder vor) der Befruchtung etwas schief. Beispielsweise kann sich eine Eizelle oder ein Spermium falsch entwickeln, was dazu führen kann, dass sie über zusätzliche Chromosomen verfügen oder umgekehrt Chromosomen fehlen.

In diesem Fall werden Zellen mit der falschen Chromosomenzahl an eine normale Eizelle oder ein normales Sperma gebunden, wodurch der resultierende Embryo Chromosomenanomalien aufweist.

Häufigster Typ Chromosomenanomalie sogenannte Trisomie. Das bedeutet, dass ein Mensch statt zwei Kopien eines bestimmten Chromosoms drei Kopien hat. Sie haben beispielsweise drei Kopien des Chromosoms 21.

In den meisten Fällen überlebt ein Embryo mit der falschen Chromosomenzahl nicht. In solchen Fällen erleidet die Frau eine Fehlgeburt, meist im Frühstadium. Dies geschieht oft sehr früh in der Schwangerschaft, bevor die Frau überhaupt merkt, dass sie schwanger ist. Mehr als 50 % der Fehlgeburten im ersten Trimester werden durch Chromosomenanomalien beim Embryo verursacht.

Vor der Befruchtung können weitere Fehler auftreten. Sie können zu Veränderungen in der Struktur eines oder mehrerer Chromosomen führen. Menschen mit strukturellen Chromosomenanomalien haben normalerweise eine normale Chromosomenzahl. Allerdings können kleine Teile eines Chromosoms (oder ein ganzes Chromosom) gelöscht, kopiert, umgekehrt, verlegt oder durch Teile eines anderen Chromosoms ausgetauscht werden. Diese strukturellen Neuordnungen haben möglicherweise keine Auswirkungen auf eine Person, wenn sie alle Chromosomen hat, sondern sie werden einfach neu angeordnet. In anderen Fällen können solche Veränderungen zu einem Schwangerschaftsverlust oder Geburtsfehlern führen.

Kurz nach der Befruchtung kann es zu Fehlern bei der Zellteilung kommen. Dies kann zu Mosaiken führen, einem Zustand, bei dem eine Person Zellen mit unterschiedlicher genetischer Ausstattung aufweist. Beispielsweise fehlt Menschen mit einer Form des Mosaikismus, dem Turner-Syndrom, in einigen, aber nicht allen Zellen ein X-Chromosom.

Diagnose von Chromosomenanomalien

Chromosomenanomalien können vor der Geburt des Babys durch pränatale Tests wie Amniozentese oder Chorionzottenbiopsie oder nach der Geburt durch eine Blutuntersuchung diagnostiziert werden.

Die aus diesen Tests gewonnenen Zellen werden im Labor gezüchtet und anschließend werden ihre Chromosomen unter dem Mikroskop untersucht. Das Labor erstellt ein Bild (Karyotyp) aller Chromosomen einer Person, geordnet in der Reihenfolge vom größten zum kleinsten. Ein Karyotyp zeigt die Anzahl, Größe und Form der Chromosomen und hilft Ärzten, etwaige Anomalien zu erkennen.

Das erste pränatale Screening besteht aus einer mütterlichen Blutuntersuchung im ersten Schwangerschaftstrimester (zwischen der 10. und 13. Schwangerschaftswoche) sowie einer speziellen Ultraschalluntersuchung des Nackens des Kindes (der sogenannten Nackentransparenz).

Das zweite pränatale Screening wird im zweiten Schwangerschaftstrimester durchgeführt und besteht aus einer mütterlichen Blutuntersuchung zwischen der 16. und 18. Woche. Dieses Screening identifiziert Schwangerschaften, bei denen ein höheres Risiko für genetische Störungen besteht.

Allerdings können Screening-Tests das Down-Syndrom oder andere Erkrankungen nicht genau diagnostizieren. Ärzte schlagen vor, dass sich Frauen mit abnormalen Screening-Testergebnissen zusätzlichen Tests – Chorionzottenbiopsie und Amniozentese – unterziehen, um diese Störungen definitiv zu diagnostizieren oder auszuschließen.

Die häufigsten Chromosomenanomalien

Die ersten 22 Chromosomenpaare werden Autosomen oder somatische (nicht geschlechtsspezifische) Chromosomen genannt. Zu den häufigsten Anomalien dieser Chromosomen gehören:

1. Down-Syndrom (Trisomie 21) ist eine der häufigsten Chromosomenanomalien und wird bei etwa 1 von 800 Babys diagnostiziert. Menschen mit Down-Syndrom haben einen unterschiedlichen Grad der geistigen Entwicklung, charakteristische Gesichtszüge und häufig angeborene Anomalien in der Entwicklung des Herzens und andere Probleme.

Die heutigen Aussichten für die Entwicklung von Kindern mit Down-Syndrom sind viel besser als zuvor. Die meisten von ihnen haben leichte bis mittelschwere geistige Behinderungen. Durch frühzeitige Förderung und Sonderpädagogik lernen viele dieser Kinder von Kindheit an Lesen und Schreiben und nehmen an einer Vielzahl von Aktivitäten teil.

Das Risiko für das Down-Syndrom und andere Trisomien steigt mit dem Alter der Mutter. Das Risiko, ein Kind mit Down-Syndrom zu bekommen, beträgt ungefähr:

1 von 1300 – wenn die Mutter 25 Jahre alt ist;
1 von 1000 – wenn die Mutter 30 Jahre alt ist;
1 von 400 – wenn die Mutter 35 Jahre alt ist;
1 von 100 – wenn die Mutter 40 Jahre alt ist;
1 von 35 – wenn die Mutter 45 Jahre alt ist.

2. Trisomie 13 und 18 Chromosomen – Diese Trisomien sind meist schwerwiegender als das Down-Syndrom, kommen aber glücklicherweise recht selten vor. Etwa 1 von 16.000 Babys wird mit Trisomie 13 (Patau-Syndrom) und 1 von 5.000 Babys mit Trisomie 18 (Edwards-Syndrom) geboren. Kinder mit Trisomie 13 und 18 leiden typischerweise unter schwerer geistiger Behinderung und vielen Geburtsfehlern. Die meisten dieser Kinder sterben vor ihrem ersten Lebensjahr.

Das letzte, 23. Chromosomenpaar sind die Geschlechtschromosomen, die als X-Chromosomen und Y-Chromosomen bezeichnet werden. Typischerweise haben Frauen zwei X-Chromosomen, während Männer ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom haben. Anomalien der Geschlechtschromosomen können zu Unfruchtbarkeit, Wachstumsproblemen sowie Lern- und Verhaltensproblemen führen.

Zu den häufigsten Anomalien der Geschlechtschromosomen gehören:

1. Turner-Syndrom – Diese Störung betrifft etwa 1 von 2.500 weiblichen Föten. Ein Mädchen mit Turner-Syndrom hat ein normales X-Chromosom und ein zweites X-Chromosom fehlt ganz oder teilweise. Typischerweise sind diese Mädchen unfruchtbar und erleben nicht die Veränderungen einer normalen Pubertät, es sei denn, sie nehmen synthetische Sexualhormone ein.

Mädchen, die vom Turner-Syndrom betroffen sind, sind sehr klein, obwohl eine Behandlung mit Wachstumshormonen zu einer Steigerung der Körpergröße beitragen kann. Darüber hinaus haben sie eine ganze Reihe gesundheitlicher Probleme, insbesondere mit Herz und Nieren. Die meisten Mädchen mit Turner-Syndrom verfügen über eine normale Intelligenz, haben jedoch einige Lernschwierigkeiten, insbesondere in Mathematik und räumlichem Denken.

2. Trisomie X-Chromosom – Ungefähr 1 von 1000 Frauen hat ein zusätzliches X-Chromosom. Solche Frauen sind sehr groß. Sie haben normalerweise keine körperlichen Geburtsfehler, durchlaufen eine normale Pubertät und sind fruchtbar. Solche Frauen verfügen über eine normale Intelligenz, können aber auch ernsthafte Lernprobleme haben.

Da solche Mädchen gesund sind und ein normales Aussehen haben, wissen ihre Eltern oft nicht, dass ihre Tochter darunter leidet. Manche Eltern finden heraus, dass ihr Kind an einer ähnlichen Erkrankung leidet, wenn sich die Mutter während der Schwangerschaft einer der invasiven pränatalen Diagnosemethoden (Amniozentese oder Choriozentese) unterzogen hat.

3. Klinefelter-Syndrom – Von dieser Störung ist etwa einer von 500 bis 1000 Jungen betroffen. Jungen mit Klinefelter-Syndrom haben zwei (und manchmal mehr) X-Chromosomen sowie ein normales Y-Chromosom. Solche Jungen verfügen normalerweise über eine normale Intelligenz, obwohl viele Lernprobleme haben. Wenn solche Jungen erwachsen werden, haben sie eine verminderte Testosteronausschüttung und sind unfruchtbar.

4. Disomie auf dem Y-Chromosom (XYY) – Etwa einer von 1.000 Männern wird mit einem oder mehreren zusätzlichen Y-Chromosomen geboren. Diese Männer durchlaufen eine normale Pubertät und sind nicht unfruchtbar. Die meisten verfügen über eine normale Intelligenz, obwohl es einige Lernschwierigkeiten, Verhaltensschwierigkeiten und Probleme beim Sprechen und Spracherwerb geben kann. Wie bei der Trisomie X bei Frauen wissen viele Männer und ihre Eltern erst bei der pränatalen Diagnose, dass sie an der Erkrankung leiden.

Weniger häufige Chromosomenanomalien

Neue Methoden der Chromosomenanalyse können winzige Chromosomenanomalien erkennen, die selbst unter einem leistungsstarken Mikroskop nicht sichtbar sind. Dadurch erfahren immer mehr Eltern, dass ihr Kind eine genetische Anomalie hat.

Zu diesen ungewöhnlichen und seltenen Anomalien gehören:

Deletion – Fehlen eines kleinen Abschnitts eines Chromosoms;
Mikrodeletion – das Fehlen einer sehr kleinen Anzahl von Chromosomen, möglicherweise fehlt nur ein Gen;
Translokation – ein Teil eines Chromosoms verbindet sich mit einem anderen Chromosom;
Inversion – ein Teil des Chromosoms wird übersprungen und die Reihenfolge der Gene wird umgekehrt;
Duplikation (Duplikation) – ein Teil des Chromosoms wird dupliziert, was zur Bildung von zusätzlichem genetischem Material führt;
Ringchromosom – Wenn genetisches Material von beiden Enden des Chromosoms entfernt wird und die neuen Enden sich zu einem Ring verbinden.

Einige Chromosomenerkrankungen sind so selten, dass der Wissenschaft nur ein oder wenige Fälle bekannt sind. Einige Anomalien (z. B. einige Translokationen und Inversionen) haben möglicherweise keine Auswirkungen auf die Gesundheit einer Person, wenn nicht genetisches Material fehlt.

Einige ungewöhnliche Störungen können durch kleine chromosomale Deletionen verursacht werden. Beispiele sind:

Cry-Cat-Syndrom (Deletion auf Chromosom 5) – Kranke Kinder im Säuglingsalter zeichnen sich durch einen hohen Schrei aus, als würde eine Katze schreien. Sie haben erhebliche Probleme in der körperlichen und geistigen Entwicklung. Ungefähr 1 von 20.000 bis 50.000 Babys wird mit dieser Krankheit geboren;
Prader-Will-SyndromUnd (Deletion auf Chromosom 15) - Kranke Kinder haben Abweichungen in der geistigen Entwicklung und im Lernen, Kleinwuchs und Verhaltensprobleme. Die meisten dieser Kinder entwickeln extremes Übergewicht. Ungefähr 1 von 10–25.000 Babys wird mit dieser Krankheit geboren;
DiGeorge-Syndrom (Chromosom 22-Deletion oder 22q11-Deletion) – Etwa 1 von 4.000 Babys wird mit einer Deletion in einem bestimmten Teil des Chromosoms 22 geboren. Diese Deletion verursacht eine Vielzahl von Problemen, darunter Herzfehler, Lippen-Kiefer-Gaumenspalten (Gaumenspalte und Lippenspalte), Störungen des Immunsystems, abnormale Gesichtszüge und Lernprobleme;
Wolf-Hirschhorn-Syndrom (Deletion auf Chromosom 4) – Diese Störung ist durch geistige Behinderung, Herzfehler, schlechten Muskeltonus, Krampfanfälle und andere Probleme gekennzeichnet. Diese Erkrankung betrifft etwa 1 von 50.000 Babys.

Mit Ausnahme von Menschen mit DiGeorge-Syndrom sind Menschen mit den oben genannten Syndromen unfruchtbar. Bei Menschen mit DiGeorge-Syndrom wird diese Pathologie bei jeder Schwangerschaft zu 50 % vererbt.

Neue Methoden der Chromosomenanalyse können manchmal genau feststellen, wo genetisches Material fehlt oder ein zusätzliches Gen vorhanden ist. Wenn der Arzt genau weiß, wo der Täter ist Chromosomenanomalie kann er das volle Ausmaß seines Einflusses auf das Kind einschätzen und eine ungefähre Prognose für die zukünftige Entwicklung dieses Kindes abgeben. Dies hilft Eltern oft bei der Entscheidung, die Schwangerschaft fortzusetzen und sich im Voraus auf die Geburt eines Babys vorzubereiten, das sich ein wenig von allen anderen unterscheidet.

Blutsverwandte Ehen oder Inzucht aus dem Englischen. Inzucht, in – „innerhalb“ der Zucht – „Züchtung“ oder Inzucht wird in der Tierzucht am häufigsten zur Zucht und Erhaltung einer Rasse verwendet, kommt aber auch bei Menschen vor. Die deutlichsten negativen Folgen von Inzest wurden bei den Königen des alten Ägypten, des antiken Griechenlands und einiger europäischer Dynastien beobachtet. Doch der Versuch, das „göttliche Blut“ stets rein zu halten, führte zur Manifestation erblicher menschlicher Krankheiten, Anomalien, Missbildungen und Degeneration der Nachkommen.

Die Genetik liefert heute eine wissenschaftliche Erklärung für die Ursachen und Mechanismen erblicher Pathologie bei blutsverwandten Ehen und deren Abhängigkeit vom Verwandtschaftsgrad.

Der Chromosomensatz von Spermium und Eizelle wird durch 23 Chromosomen repräsentiert. Bei der Befruchtung findet jedes Chromosom einer männlichen Zelle sein Paar aus einer weiblichen Zelle, und das Ergebnis ist eine Zygote (befruchtete Eizelle) mit einem gepaarten Chromosomensatz. Bei weiterer Teilung der Zygote verfügt jede Zelle des neuen Organismus ebenfalls über streng 23 Chromosomenpaare. Der Prozess der Erhaltung des Chromosomensatzes in Zellen während ihrer Teilung setzt sich nach der Geburt ein Leben lang fort. Alle Zellen des menschlichen Körpers haben die gleichen 23 Paare oder 46 Chromosomen, die bei der Befruchtung gewonnen wurden.

Genom- eine Reihe von Genen in den Chromosomen von Körperzellen. Das Genom enthält biologische Informationen für das Wachstum und die Entwicklung eines Organismus.

Gen(Griechisch γένος – Gattung) – eine strukturelle und funktionelle Einheit der menschlichen Vererbung, die ein Abschnitt der DNA und eine Matrix für die Synthese von Proteinen ist. Gene bestimmen erbliche Merkmale, die von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden.

Das menschliche Genom enthält etwa 28.000 Gene.

Die genaue Position jedes Gens auf einem bestimmten Chromosom wird als Genort bezeichnet. Einige Gene auf den Chromosomen sind nicht funktionsfähig oder defekt. In einigen Fällen äußert sich dies durch den Schweregrad des Symptoms. Bei Blondinen beispielsweise wird die Haarfarbe durch das Fehlen des Gens bestimmt, das für die Haarpigmentierung verantwortlich ist. In anderen Fällen führt ein Gendefekt zu einer Erkrankung. Zum Beispiel Phenylketonurie, Sichelzellenanämie, Mukoviszidose, Konovalov-Wilson-Krankheit, erbliche Erkrankungen der Augen, der Haut, erbliche degenerative Erkrankungen der Gelenke, erbliche Erkrankungen des Nervensystems. In der Regel handelt es sich um eine schwere Pathologie, die in manchen Fällen nicht mit dem Leben vereinbar ist. Glücklicherweise sind Generkrankungen in der klinischen Praxis selten. Aber eng miteinander verbundene Ehen erhöhen diese Wahrscheinlichkeit um eine Größenordnung. Warum?

Blutsverwandte Ehen. Ursachen genetischer Erkrankungen bei Kindern.

Wie wir oben herausgefunden haben, ist der Chromosomensatz des Menschen diploid, das heißt, im Zellkern jeder Zelle liegen paarweise ähnliche Chromosomen vor. Und wenn eines von einem Chromosomenpaar ein Gen mit einem Defekt aufweist, dann „funktioniert“ das normale Gen des zweiten Chromosoms dieses Paares und die Krankheit fehlt.

Die Wahrscheinlichkeit, dass Eltern, die in einem Chromosomenpaar nicht blutsverwandt sind, defekte Gene haben, die für dieselbe Funktion verantwortlich sind, ist vernachlässigbar. Dies erklärt die geringe Häufigkeit von Generkrankungen bei Kindern, wenn die Eltern nicht verwandt sind. Blutsverwandte Ehen sind eine andere Sache. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind identische Gendefekte auf gepaarten Chromosomen aufweist, steigt um ein Vielfaches. Und je größer der Verwandtschaftsgrad, desto höher ist diese Wahrscheinlichkeit auch für gesunde Eltern. Hier ist ein typischer Stammbaum für Inzest:

Die häufigsten mit Inzest verbundenen genetischen Erkrankungen des Menschen

Zu den genetisch bedingten Erkrankungen des Menschen zählen erbliche Stoffwechselerkrankungen. Sie sind mit Störungen im Stoffwechsel von Aminosäuren, Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten und Steroiden, Bilirubin und einigen Metallen verbunden und manifestieren sich bereits im frühen Alter mit unterschiedlichsten Symptomen, sind also angeboren.

Bei Kindern kommt es oft zu einer Kombination von Genpathologien. Beispielsweise gehen genetisch bedingte Hauterkrankungen mit Stoffwechselstörungen, Unfruchtbarkeit und psychischen Erkrankungen einher.

Diagnose, Vorbeugung und Behandlung von Erbkrankheiten

Wenn bekannt ist, dass die Eltern des ungeborenen Kindes verwandt sind, erfolgt eine pränatale Diagnostik von Erbkrankheiten. Fast alle Generkrankungen bei Kindern aus blutsverwandten Ehen sind angeboren und werden bei Neugeborenen anhand charakteristischer Symptome diagnostiziert. In einigen Fällen werden Gentests durchgeführt.

Ätiologische Behandlung von Erbkrankheiten im Zusammenhang mit blutsverwandten Ehen, unmöglich. Daher bleibt die wichtigste Methode zur Vorbeugung genetischer Erkrankungen das Screening von Neugeborenen auf Erbkrankheiten und -syndrome, genetische Beratung und medizinische Aufklärung.

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