Wie genetische Störungen vererbt werden

Genetische Störungen sind genau das, wonach sie klingen: Krankheiten, die durch eine Mutation eines Gens verursacht werden. Wenn solche Krankheiten vererbt werden (und nicht das Ergebnis einer zufälligen Mutation), bedeutet dies, dass sie von einem oder beiden Elternteilen nach einem bestimmten Vererbungsmuster an ein Kind weitergegeben werden.

Diese Muster werden durch das beteiligte Gen bestimmt, ob nur ein oder beide Elternteile das Gen besitzen, auf welchem ​​Chromosom es sich befindet und andere Faktoren.Das Vorhandensein einer Mutation bedeutet nicht immer die Krankheit, mit der sie verbunden ist. Zum Beispiel werden die Huntington-Krankheit, Brustkrebs und Autoimmunerkrankungen mit bestimmten Genen in Verbindung gebracht, aber eine Person, die sie erbt, wird diese Erkrankungen nicht unbedingt entwickeln.

Auf der anderen Seite manifestieren einige genetische Mutationen, wie sie mit Hämophilie verbunden sind, immer die Störung. Darüber hinaus kann die Umwelt einen Einfluss auf den Grad der Expression einer Genmutation haben, was erklärt, warum in einigen Fällen Familienmitglieder mit der gleichen genetischen Mutation eine Erbkrankheit etwas anders erleben können.

Vererbungsmuster

Die verschiedenen Vererbungsmuster werden dem österreichischen Wissenschaftler Gregor Mendel zugeschrieben, der sie im 19. Jahrhundert bei der Arbeit mit Gartenerbsenhybriden entdeckte. Mendel wird manchmal als der Vater der modernen Genetik bezeichnet; ebenso werden die Vererbungsmuster für Einzelgen-Erkrankungen oft als Mendelsche beschrieben.

Nach Mendels Arbeit gibt es fünf verschiedene Vererbungsmuster: autosomal-dominant, autosomal-rezessiv, X-chromosomal-dominant, X-chromosomal-rezessiv und mitochondrial.

Autosomal dominant

Bei autosomal-dominanten Erkrankungen ist nur eine Kopie eines mutierten Gens notwendig und Männer und Frauen sind gleichermaßen betroffen. Kinder, deren Elternteil an einer autosomal-dominanten Störung leidet, haben ein 50%iges Risiko, die Störung zu erben. Manchmal resultieren diese Störungen jedoch aus einer neuen Mutation und treten bei Menschen ohne Familienanamnese auf.Beispiele für autosomal-dominante Erkrankungen sind die Huntington-Krankheit und das Marfan-Syndrom.

Autosomal-rezessiv

Bei autosomal-rezessiven Erkrankungen sind beide Kopien eines mutierten Gens – eine von jedem Elternteil – vorhanden. Eine Person mit nur einer Kopie ist ein Beförderer. Träger haben keine Anzeichen oder Symptome der Störung. Sie können die Mutation jedoch an ihre Kinder weitergeben.

Wenn Familien, in denen beide Elternteile die Mutation für eine autosomal-rezessive Erkrankung tragen, sind die Chancen, dass die Kinder die Erkrankung haben, wie folgt:

• 25% Risiko, beide Mutationen zu erben und die Störung zu haben
• 50% Risiko, nur eine Kopie zu erben und Träger zu werden
• 25%iges Risiko, die Mutation überhaupt nicht zu erben

Beispiele für autosomal-rezessive Erkrankungen sind Mukoviszidose, Sichelzellanämie, Tay-Sachs-Krankheit und Phenylketonurie (PKU).

X-gebundene Dominante

X-chromosomal dominante Störungen werden durch Mutationen in Genen auf dem X-Chromosom (weiblich) verursacht. Bei Frauen mit zwei X-Chromosomen braucht es nur eine Mutation in einer der beiden Kopien des Gens, damit sich eine Störung manifestiert. Bei Männern (die ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom haben) reicht eine Mutation in nur einer Kopie des Gens in jeder Zelle aus, um die Störung zu verursachen.

In den meisten Fällen haben Männer schwerere Symptome einer X-Link-Störung als Frauen. Ein Merkmal der X-chromosomalen Vererbung ist jedoch, dass Väter diese Merkmale nicht an ihre Söhne weitergeben können. Das Fragile-X-Syndrom ist ein Beispiel für eine X-chromosomal dominante Störung.

X-gekoppelt rezessiv

Bei X-chromosomal-rezessiven Erkrankungen kommt das mutierte Gen auf dem X-Chromosom vor. Da Männer ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom haben, reicht ein mutiertes Gen auf dem X-Chromosom aus, um eine X-chromosomal-rezessive Erkrankung zu verursachen.

Im Gegensatz dazu haben Frauen zwei X-Chromosomen, sodass ein mutiertes Gen auf einem X-Chromosom normalerweise weniger Auswirkungen auf eine Frau hat, da die nicht mutierte Kopie auf dem anderen die Wirkung weitgehend aufhebt.

Eine Frau mit der genetischen Mutation auf einem X-Chromosom ist jedoch eine Trägerin dieser Störung. Aus statistischer Sicht bedeutet dies, dass 50 % ihrer Söhne die Mutation erben und die Krankheit entwickeln, während 50 % ihrer Töchter die Mutation erben und Träger werden. Beispiele für X-chromosomal-rezessive Erkrankungen sind Hämophilie und Rot-Grün-Farbenblindheit.

Mitochondriale

Mitochondrien sind Strukturen, die als Organellen bezeichnet werden und in jeder Zelle des Körpers existieren, wo sie Moleküle in Energie umwandeln. Jedes Mitochrondrion enthält eine kleine Menge DNA: Eine Mutation dieser DNA ist für mitochondriale Störungen verantwortlich.

Mitochondriale Störungen werden von Müttern vererbt: Nur Weibchen können mitochondriale Mutationen mit ihren Nachkommen teilen, weil Eizellen Mitochondrien zum sich entwickelnden Embryo beitragen; Samenzellen nicht.

Zustände, die aus Mutationen in der mitochondrialen DNA resultieren, können in jeder Generation einer Familie auftreten und sowohl Männer als auch Frauen betreffen. Ein Beispiel für eine mitochondriale Erbkrankheit ist die Lebersche hereditäre Optikusneuropathie, eine Form des plötzlichen Sehverlusts.

Andere Vererbungsmuster

Zusätzlich zu den fünf wichtigsten Vererbungsmustern gibt es noch einige andere, die manchmal von Genetikern erkannt werden.

Y-verbundene Störungen

Da nur Männer ein Y-Chromosom haben, können nur Männer von Y-chromosomalen Erkrankungen betroffen sein und diese weitergeben. Alle Söhne eines Mannes mit einer Y-chromosomalen Störung erben die Krankheit von ihrem Vater. Einige Beispiele für Y-chromosomale Störungen sind die Unfruchtbarkeit des Y-Chromosoms und Fälle des Swyer-Syndroms, bei denen sich die Hoden eines Mannes nicht normal entwickeln.

Kodominanz

Die kodominante Vererbung beinhaltet eine Beziehung zwischen zwei Versionen eines Gens. Jede Version eines Gens wird Allel genannt. Wenn die von einem Elternteil geerbten Allele nicht übereinstimmen, wird normalerweise das dominante Allel exprimiert, während die Wirkung des anderen Allels, das als rezessiv bezeichnet wird, ruht. Bei der Kodominanz sind jedoch beide Allele dominant und daher werden Phänotypen beider Allele exprimiert.Ein Beispiel für eine Kodominanzerkrankung ist der Alpha-1-Antitrypsin-Mangel.