Eine Chromosomenmutation (auch: strukturelle Chromosomenaberration) ist eine strukturelle Veränderung eines Chromosoms, die in cytogenetischen Chromosomenpräparaten lichtmikroskopisch sichtbar ist. Es handelt sich also um größere Umbauten, durch die sich die Abfolge von Genen und anderen Elementen auf dem Chromosom ändert. Derartige Veränderungen in einer Zelle werden an die Tochterzellen weitergegeben. Entstehen aus diesen Zellen Tochterorganismen (bei Tieren also bei Zellen der Keimbahn) wird die Mutation an den Nachwuchs vererbt.
Chromosomenmutationen werden mit Genommutationen, bei denen sich die Zahl der Chromosomen ändert, zu den Chromosomenaberrationen zusammengefasst. Dagegen werden Mutationen, die nur ein einziges Gen betreffen und daher nicht lichtmikroskopisch sichtbar sind, als Genmutationen bezeichnet. [1][2]
Einteilung der Chromosomenmutationen
Die vorhandenen Chromosomenmutationen werden unterschieden in fünf verschiedene Mutationen:[2]
- Deletion: Ein Teilstück des Chromosoms (Endstück oder mittlerer Abschnitt) geht verloren.
- Translokation: Chromosomen können auseinanderbrechen und dabei Teilstücke verlieren, welche in die Chromatide eines anderen Chromosoms angeheftet werden.
- Duplikation: Ein Abschnitt des Chromosoms ist doppelt vorhanden, da ein auseinandergebrochenes Teilstück in die Schwesterchromatide eingegliedert wurde.
- Inversion: Innerhalb eines Chromosoms kann sich nach einem doppelten Bruch ein Stück wieder umgekehrt einfügen.
- Insertion (auch: Addition): Hier besitzt ein Chromosom ein zusätzliches Teilstück.
Auswirkungen
Einige dieser Veränderungen führen zu schwerwiegenden Krankheiten, Behinderungen und Fehlbildungen. Der Grund dafür ist meistens ein Gendosis-Effekt: Üblicherweise liegt ein Gen in einer bestimmten Anzahl vor (beim Menschen zweimal = disom), mit Ausnahme der Gene der Geschlechtschromosomen. Bei Deletionen und Duplikationen ist das aber nicht mehr der Fall, Gene kommen dann häufiger oder seltener vor. Dabei kann es bereits bei kleinen Veränderungen dieser Art zum Absterben der Zelle kommen.
Translokationen und Inversionen haben häufig zunächst keine Auswirkung, da sich die Anzahl der Gene nicht verändert (= balancierte Translokation/balancierte Inversion), sondern nur ihre Position. Schwierigkeiten bei der Meiose können jedoch zu weiteren Chromosomenaberrationen bei den Nachkommen führen.
Bei manchen Translokationen kommt es durch die neue Zusammenfügung von Chromosomenabschnitten dazu, dass Genabschnitte neu kombinieren, so dass Onkogene entstehen, zum Beispiel beim Philadelphia-Chromosom. Manchmal kann es auch zu Positionseffekten kommen.
Beispiele
Zu den Chromosomenmutationen gehören beispielsweise Verluste bestimmter chromosomaler Abschnitte. In diese Kategorie fallen das Williams-Beuren-Syndrom (Deletion von 1,5 Millionen Basenpaaren auf 7q11.23), das Wolf-Hirschhorn-Syndrom (partielle Deletion des kurzen Arms von Chromosom 4), das Mikrodeletionsyndrom 22q11 und das Cri-du-chat-Syndrom (aus dem französischen, deutsch Katzenschrei-Syndrom). Letzteres wurde als erste partielle Deletion beim Menschen 1963 entdeckt. Es wird durch eine Deletion auf Chromosom 5 hervorgerufen. Neugeborene und Säuglinge mit diesem Syndrom fallen durch ein hohes, wimmerndes Schreien auf.[3]
Quellen
- ↑ William Hovanitz: Textbook of Genetics. Elsevier Press, Inc., Houston/New York, 1953, S. 190: Vorlage:"-en
- ↑ a b Werner Buselmaier, Gholamali Tariverdian: Humangenetik. Begleittext zum Gegenstandskatalog. Springer, Berlin/Heidelberg/New York, 1991, ISBN 3-540-54095-4.
- ↑ Eberhard Passarge: Taschenatlas Humangenetik. Thieme Verlag, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-13-759503-8.