Humangenetik & Erbkrankheiten

Für die Erarbeitung der Inhalte dieser Seite solltest Du Dich bereits mit den Inhalten der „Klassische Genetik“ Gregor Mendels auseinandergesetzt haben!

ERARBEITUNG VON ERBGÄNGEN

Ein braun-weiß geflecktes und ein braunes Meerschweinchen sollen miteinander gekreuzt werden. Die Eigenschaft „braun-weiß gefleckt“ ist dominant, die Eigenschaft „braun“ ist rezessiv. Der Erbgang soll gemäß den Mendel´schen Regeln analysiert werden.

Die Nachkommen dieser Verpaarung sind allesamt braun-weiß gefleckte, heterozygote Meerschweinchen. Der Erbgang entspricht der 1. Mendel´schen Regel, der Uniformitätsregel.

Nun sollen die heterozygoten, braun-weiß gefleckten Nachkommen des braunen und des braun-weiß gefleckten, reinrassigen Meerschweinchens gekreuzt werden.

Unter den Nachkommen finden sich homozygot braun-weiß gefleckte Tiere, rein braune Tiere und auch heterozygote braun-weiß gefleckte Tiere. Die nach außen sichtbaren Merkmale sind: wir haben 3 braun-weiß gefleckte und ein rein braunes Tier. Das entspricht der 2. Mendel´schen Regel- der Spaltungsregel.

ERBGÄNGE & ANWENDUNGEN BEIM MENSCHEN

Blutgruppen

Eine Frau hat Blutgruppe A, ihr Lebensgefährte hat Blutgruppe B. Welche Blutgruppen könnten die Kinder haben?

 

Beide, Mann und Frau könnten homozygot oder heterozygot für ihre Blutgruppe sein. Die Frau kann AA oder A0 haben. Da das Merkmal A dominant gegenüber 0 ist wäre ihr Phänotyp (ihre Ausprägung der Blutgruppe) in beiden Fällen A.

A und B sind intermediär und kommen beide Eigenschaften zusammen, hat die Person AB.

Der Mann in dem Beispiel hat B, könnte also auch B0 oder BB haben. Demnach haben wir folgende Optionen:

 

A0 x B0

AA x BB

AA x B0

A0 x BB

 

Fall 1:

Im ersten Fall könnten die Kinder die Blutgruppen A, B, AB und 0 bekommen.

Fall 2

Sind beide Eltern homozygot für ihre Blutgruppe, sind die Nachkommen heterozygot- gemäß Uniformitätsregel und haben in diesem Fall alle die Blutgruppe AB.

 

Fall 3

Ein Elternteil ist homozygot für seine Blutgruppe, einer heterozygot

Hier haben 2 Kinder die Blutgruppe AB, zwei Kinder die Blutgruppe B. Blutgruppe A oder 0 können bei diesen Elternteilen nicht vorkommen.

ERBKRANKHEITEN

Neben den chromatischen Aberrationen (ganzzahlige „Fehler“ im Karyogramm: Chromosomen liegen als Triplettes (dreifach) vor statt zweifach (Trisomien) oder nur einfach (Monosomie), gibt es noch weitere Mutationen, die zu Erbkrankheiten führen können.

  1. Genom-Mutationen sind Veränderungen in der Zahl der Chromosomen (z.B. Trisomie 21)

 

  1. Chromosomale Mutationen sind lichtmikroskopisch sichtbare Defekte an den

Chromosomen (z.B. Chri du chat- Katzenschreisyndrom)

 

Zu den chromosomalen Mutationen gehören:

Deletion: Ein Teilstück-Verlust eines Chromosoms

Translokation: Chromosomen Bruchstücke werden an ein anderes Chromosom angeheftet

Duplikation:  Ein Abschnitt des Chromosoms ist doppelt vorhanden, da ein Bruchstück in die Schwesterchromatide eingegliedert wurde.

Inversion: umgekehrt eingefügtes Bruchstück innerhalb eines Chromosoms nach doppeltem Bruch

Insertion (auch: Addition): ein Chromosom besitzt ein zusätzliches Teilstück.

 

  1. Genmutationen betreffen nur einzelne Gene, die Defekte sind im Lichtmikroskop nicht sichtbar (z.B. Progerie)

Punktmutationen entstehen durch Substitution; Deletionsmutation durch Deletion (Verlust); Insertionsmutation durch Insertion (Addition); Duplikationsmutation durch Duplikation.

Drogerie ist eine Punktmutation am Chromosom 1. Betroffene altern übermäßig schnell und leiden schon im Kindesalter an Krankheiten, die eigentlich nur sehr alte menschen bekommen. Die Kinder bleiben stark im Wachstum zurück und vergreisen schon im zarten Alter, bei geistig komplett normaler Entwicklung. Die meisten Betroffenen sterben noch vor dem Eintreten ins Teenageralter oder spätestens als Teenager.

Vor allem Insertion oder Deletion kann zu einer Leseraster-Verschiebung führen:

ICH MAG EIN EIS

CHM AGE INE ISX

XIC  HMA GEI NEI

…das gen kann nicht mehr (oder nur falsch) gelesen werden.

Oft entstehen Erbkrankheiten aufgrund eines defekten Gens. Z.B. ist bei menschen das Gen für den Abbau der essentiellen Aminosäure Phenylalanin zu Tyrosin defekt. Phenylketonurie wird durch erhöhte Konzentrationen der Aminosäure Phenylalanin verursacht. Die Aminosäure kann im Körper nicht richtig abgebaut werden, da eben das entsprechende Gen defekt ist und somit das benötigte Enzym nicht hergestellt werden kann.

Vermutlich wird durch die Giftstoffe, unter anderem Phenylbrenztraubensäure, die beim Abbau der essentiellen (=lebensnotwendigen) Aminosäure entstehen, wird das Gehirn geschädigt. Funktioniert zwar der Abbau von Phenylalanin zu Tyrosin, aber ist ein gen defekt, welches benötigt wird um Tyrosin zu Melanin (Farbstoff in Haut und Haaren) abzubauen, zu leidet der/die Betroffene an Albinismus.

ERBGÄNGE BEI ERBKRANKHEITEN

Phenylketonurie

 

Phenylketonurie wird autosomal-rezessiv vererbt. Das heißt, die Mutation liegt NICHT auf den Geschlechtschromosomen und Betroffene müssen zwei mutierte Gene, von beiden Elternteilen, erhalten, um zu erkranken.

Ein betroffener, an PKU erkrankter Mann möchte über das Risiko aufgeklärt werden, PKU betroffen Nachwuchs zu zeugen, wenn die angehende Mutter völlig gesund ist.

In diesem Fall wären zwar alle Kinder des Paares Träger/innen der Krankheit, aber gesund. Alle haben ein gesundes Gen und dieses ist dominant.

Anders, wenn beide Eltern Träger/innen sind:

Wenn beide Elternteile Träger/innen von PKU sind, liegt das Erkrankungsrisiko bei 25% bzw. 1:4.

 

Chorea Huntington

Chorea Huntington ist eine schwere neurologische Erbkrankheit. Sie wird ausomal dominant vererbt. Die defekten Gene liegen somit auch NICHT auf den Geschlechtschromosomen (den Gonosomen) sondern auf den Autosomen.

Chorea Huntington zeigt sich in seinen Anfängen durch seelische Beeinträchtigungen wie Depressionen, später kommen motorische Störungen dazu, diese äußern sich in unwillkürlichen, unkoordinierten Bewegungen bei gleichzeitig schlaffem Muskeltonus. Im Volksmund wurden diese an Tanzen erinnernden Bewegungen als „Veiztanz“ bezeichnet.

Da die Krankheit aber im Gegensatz zu z.B. PKU (welches autosomal rezessiv vererbt wird), autosomal dominant vererbt wird, reicht ein defektes Gen aus, um die Krankheit auszulösen.

Eine an Chorea Huntington erkrankte Frau wird von einem völlig gesunden Mann schwanger. Um das Risiko für das Kind abzuschätzen, müssen wir folgende Überlegung anstellen:

Da die Krankheit autosomal-dominant vererbt wird, könnte die Frau zwei oder nur ein erkranktes Gen in sich tragen: CC oder Cc.

Somit ergeben sich zwei Möglichkeiten:

Möglichkeit 1:

Der 1. Mendel-Regel folgend sind bei einer homozygot erkrankten Frau und einem homozygot gesunden Mann (ein Gesunder kann nur homozygot sein) alle Kinder heterozygot für die Krankheit und erkrankt, da ja ein defektes Merkmal ausreicht, um die Krankheit auszulösen.

Möglichkeit 2:

Ist die Frau heterozygot für die Krankheit und der Kindsvater gesund, so liegt das Risiko einer Erkrankung beim Kind bei 50%.

Rot-Grün-Blindheit

Bei der Rot-Grün-Blindheit können Betroffene nicht zwischen Rot und Grün unterscheiden, andere Farben sehen sie schon.

Rot-Grün-Blindheit wird X-chromosomal rezessiv vererbt. Das heißt, die Mutation liegt am X-Chromosom, aber ein gesundes X-Chromosom kann den Defekt am betroffenen Gen ausgleichen, ein Y-Chromosom dagegen nicht.

Eine gesunde Frau und ein Betroffener planen nachwuchs. Auch hier geben sich zwei Fälle:

 

Fall 1: Die Mutter ist homozygot gesund, besitzt also zwei gesunde X-Chromosomen.

Die Nachkommen einer homozygot gesunden Mutter und eines betroffenen Vaters sind alle gesund, allerdings sind alle weiblichen nachkommen Trägerinnen der Krankheit und können diese weitergeben, ohne selbst betroffen zu sein.

 

Fall 2: Die Mutter ist heterozygot gesund, besitzt also ein gesundes X-Chromosomen und ein mutiertes.

Im zweiten Fall erkrankt jedes zweites Mädchen und jeder zweiter Bub, gesunde Mädchen sind Überträgerinnen.

Text und Bild: Silke Geroldinger, 2018

Was weißt Du über Humangenetik & Erbkrankheiten?

1. Drogerie ist eine….

 
 
 
 

2. Ein Beispiel für eine chromosomale Mutation wäre

 
 
 
 

3. Mukoviszidose wird autosomal rezessiv vererbt.

Eine kranke Frau ist schwanger von ihrem homozygot gesunden Freund.

 

Wie hoch ist das Risiko für ihr Baby, krank zu werden?

 
 
 

4. Wenn der Vater Blutgruppe A hat und die Mutter B, welche Blutgruppen könnte das Kind (zumindest theoretisch- in bestimmten Fällen) haben:

 
 
 
 

5. Fettstoffwechsel wird autosomal-dominant vererbt. Ein gesunder Mann und eine heterozygot kranke Frau bekommen ein Kind. Dieses ist….

 
 
 
 

6. Fettstoffwechsel wird autosomal-dominant vererbt.

Ein gesunder Mann und eine homozygot kranke Frau bekommen ein Kind. Dieses ist….

 

 
 
 
 

7. Die Bluterkrankheit wird X-chromosomal rezessiv vererbt. Eine heterozygot gesunde Frau und ein erkrankter Mann bekommen…

 
 
 
 

8. Wenn der Vater Blutgruppe AB hat und die Mutter 0, so können die Kinder folgende Blutgruppen haben:

 
 
 
 

9. Die Bluterkrankheit wird X-chromosomal rezessiv vererbt.

Eine homozygot gesunde Frau und ein erkrankter Mann bekommen…

 
 
 
 

10. Ein Beispiel für eine chromosomale Aberration wäre

 
 
 
 

Question 1 of 10