Grundlagen der Genetik und Erbkrankheiten

Grundlegende Begriffe der Genetik

Kodominanz

Beziehung zwischen zwei Allelen für dasselbe Merkmal, bei der beide Allele im Phänotyp des Heterozygoten vollständig exprimiert werden. Der resultierende Phänotyp ist eine Mischung aus beiden.

Kodominante Allele

Allele, die eine Kodominanz-Beziehung aufweisen.

Dominant-rezessiver Erbgang

Beziehung zwischen zwei Allelen, bei der das dominante Allel seine Information immer exprimiert, während das rezessive Allel verdeckt bleibt. Damit sich das rezessive Merkmal manifestiert, muss das Individuum für dieses Allel homozygot sein (z. B. aa).

Deletion

Eine spezielle Art der Mutation, die durch den Verlust eines Chromosomenfragments gekennzeichnet ist. Kann Ursache für Syndrome sein (z. B. Cri-du-Chat-Syndrom, Prader-Willi-Syndrom, Angelman-Syndrom).

Aneuploidie

Zustand, der durch das Vorhandensein eines zusätzlichen oder fehlenden Chromosoms gekennzeichnet ist.

Syndrom

Eine Gruppe von gemeinsam auftretenden Symptomen oder Merkmalen.

Non-Disjunction

Fehler bei der Trennung homologer Chromosomen oder Schwesterchromatiden während der Meiose (Anaphase), was zur Bildung von Keimzellen mit einer abnormalen Chromosomenzahl führt (z. B. Down-Syndrom, Turner-Syndrom).

Gen

Erbfaktor, der ein Merkmal kontrolliert. Es ist ein DNA-Abschnitt, der die minimale Information für die Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA enthält.

Locus (Genort)

Die spezifische Position eines Gens auf einem Chromosom.

Allel

Eine der möglichen Ausprägungsformen (Varianten) eines Gens für ein bestimmtes Merkmal.

Genotyp

Die Gesamtheit der Gene eines Organismus oder die spezifische Allelkombination eines Individuums für ein bestimmtes Merkmal (z. B. AA, Aa, aa).

Phänotyp

Das beobachtbare Erscheinungsbild oder die Merkmale eines Organismus, resultierend aus dem Zusammenspiel von Genotyp und Umwelteinflüssen.

Mutation

Eine dauerhafte Veränderung im genetischen Material (DNA oder RNA), entweder auf Gen- oder Chromosomenebene.

Stammbaumanalyse

Methode zur Darstellung und Untersuchung der Vererbung eines bestimmten Merkmals oder einer Krankheit über mehrere Generationen einer Familie.

Genetische Erkrankungen

Erbkrankheiten, die von Eltern an ihre Nachkommen weitergegeben werden können. Sie entstehen durch Mutationen und werden wie folgt klassifiziert:

Genmutationen (Punktmutationen)

Veränderungen betreffen die chemische Zusammensetzung einzelner Gene.

Autosomale Genmutationen

• Albinismus (rezessiv): Fehlende oder stark reduzierte Produktion des Pigments Melanin. Führt zu sehr heller Haut, weißem oder hellem Haar und oft rötlich erscheinenden Augen.
• Sichelzellanämie (kodominant/rezessiv): Rote Blutkörperchen nehmen unter Sauerstoffmangel eine Sichelform an, zerbrechen leicht und können Blutgefäße blockieren, was den Blutfluss behindert und Schmerzen sowie Organschäden verursacht.
• Chorea Huntington (dominant): Neurodegenerative Erkrankung mit unkontrollierbaren Bewegungen, Grimassieren, fortschreitenden kognitiven Beeinträchtigungen (Demenz) sowie Schwierigkeiten beim Sprechen und Schlucken. Beginnt meist im mittleren Erwachsenenalter.

Gonosomale Genmutationen (Geschlechtschromosomen)

• Hämophilie (X-chromosomal-rezessiv): Gestörte Blutgerinnung aufgrund eines fehlenden oder defekten Gerinnungsfaktors, verursacht leichte und schwere innere oder äußere Blutungen. Betrifft hauptsächlich Männer.
• Rot-Grün-Sehschwäche (Farbenblindheit) (X-chromosomal-rezessiv): Genetischer Defekt, der die Unfähigkeit oder Schwierigkeit zur Unterscheidung zwischen Rot- und Grüntönen verursacht. Betrifft hauptsächlich Männer.

Genommutationen (Numerische Chromosomenaberrationen)

Veränderungen in der Anzahl der Chromosomen.

Veränderungen der Anzahl der Geschlechtschromosomen (Gonosomen)

• Turner-Syndrom (X0) (Frauen): 45 Chromosomen (ein X-Chromosom fehlt). Merkmale: Kleinwuchs, unvollständige Geschlechtsreife (Infertilität), unterentwickelte Brüste, Hautfalten am Hals (Pterygium colli), oft normale Intelligenz, manchmal Lernschwierigkeiten.
• Triple-X-Syndrom (XXX) (Frauen): 47 Chromosomen. Oft unauffälliges Erscheinungsbild, normale Fruchtbarkeit, manchmal überdurchschnittliche Körpergröße, Lernschwierigkeiten oder leicht verzögerte Sprachentwicklung möglich.
• Klinefelter-Syndrom (XXY) (Männer): 47 Chromosomen. Merkmale: Oft großwüchsig, unterentwickelte Hoden (Infertilität), reduzierte Körperbehaarung, manchmal Brustentwicklung (Gynäkomastie), normale Intelligenz, aber erhöhtes Risiko für Lernschwierigkeiten.
• Diplo-Y-Syndrom (XYY) (Männer): 47 Chromosomen. Merkmale: Oft überdurchschnittliche Körpergröße, normale Intelligenz und Fruchtbarkeit, manchmal Lernschwierigkeiten oder Verhaltensauffälligkeiten (frühere Annahmen über erhöhte Aggressivität sind weitgehend widerlegt).

Veränderungen der Anzahl der Autosomen (Trisomien)

• Down-Syndrom (Trisomie 21): 47 Chromosomen (Chromosom 21 dreifach vorhanden). Merkmale: Charakteristische Gesichtszüge (z. B. schräge Lidachsen, flaches Profil), kognitive Beeinträchtigung unterschiedlichen Grades, oft Herzfehler, erhöhtes Infektionsrisiko.
• Pätau-Syndrom (Trisomie 13): 47 Chromosomen (Chromosom 13 dreifach vorhanden). Merkmale: Schwere Fehlbildungen des Gehirns, Herzens und anderer Organe, Lippen-Kiefer-Gaumenspalte, zusätzliche Finger/Zehen (Polydaktylie). Hohe Sterblichkeit.
• Edwards-Syndrom (Trisomie 18): 47 Chromosomen (Chromosom 18 dreifach vorhanden). Merkmale: Schwere Fehlbildungen vieler Organe, typische Handhaltung (überlappende Finger), kleiner Kopf (Mikrozephalie), fliehendes Kinn, geringe Lebenserwartung.

Chromosomenmutationen (Strukturelle Aberrationen)

Veränderungen in der Struktur einzelner Chromosomen, wie der Verlust (Deletion) oder Gewinn (Duplikation) von Fragmenten.

• Cri-du-Chat-Syndrom (Katzenschrei-Syndrom): Verlust (Deletion) eines Teils des kurzen Arms von Chromosom 5. Merkmale: Kleiner Kopf (Mikrozephalie), kognitive Beeinträchtigung, katzenähnliches Schreien im Säuglingsalter aufgrund einer Kehlkopf-Fehlbildung.
• Fragiles-X-Syndrom: Veränderung (Verlängerung eines CGG-Triplett-Repeats) in einem Gen auf dem X-Chromosom. Führt zu kognitiver Beeinträchtigung (häufigste erbliche Ursache), Verhaltensauffälligkeiten und bestimmten körperlichen Merkmalen. Häufiger und stärker bei Männern ausgeprägt.