Mutationen Flashcards
Was sind Mutationen? Wie lassen sich diese unterteilen? Wie können sie vererbt werden?
Mutationen sind Veränderungen der genetischen Information. Sie lassen sich je nach Ebene in Genommutation, Chromosomenmutation und Genmutation unterteilen.
Mutationen können nur vererbt werden, wenn sie auch in den Keimzellen eines Organismus vorhanden sind.
Definiere die Genommutation. Wie wird diese auch genannt? Wie lässt sie sich feststellen?
Hier kommt es zur Veränderungen in der Anzahl der Chromosomen. Das Vorhandensein des normalen Chromosomensatzes bezeichnet man als „Euploidie“ (Eu = gut, richtig), eine Abweichung in der Anzahl der Chromosomen als Aneuploidie.
Genommutationen werden auch als numerische Chromosomenaberrationen, also zahlenmäßige Chromosomenabweichungen, bezeichnet.
Genommutationen sind sehr einfach und schnell im Karyogramm sichtbar.
Was ist die Hauptursache von frühen, spontanen und häufig unbemerkten Fehlgeburten?
Die Genommutationen. Diese können vielfältig sein, aber nur sehr wenige sind überlebensfähig.
Was ist die Ursache für Trisomie 21? Welche Trisomien sind noch überlebensfähig? Warum tritt die Trisomie 21 besonders häufig auf?
Ursache hierfür ist eine Non-Disjunktion (Nichttrennung) in der Meiose, z.B. bei erhöhtem Lebensalter der Mutter. Trisomie 21 führt zum Down-Syndrom.
Neben der Trisomie 21 gibt es die selteneren Trisomien 13 und Trisomien 18, wobei diese Kinder meist nicht das Erwachsenenalter erreichen.
Trisomie 21, 18 und 13 sind damit i.d.R. die einzigen lebensfähigen Trisomien.
Das Chromosom 21 ist also nicht besonders häufig von der Non-Disjunktion betroffen, es ist anzunehmen, dass alle Chromosomen gleich häufig betroffen sind. Jedoch führen fast alle Trisomien zu Fehlgeburten.
Was ist eine Monosomie und wie kommt es dazu?
Bei einer Monosomie ist bei einem Chromosomenpaar nur eine Ausführung statt zwei vorhanden. Eine Non-Disjunktion führt dazu, dass eine der bei der Meiose entstehenden Tochterkeimzellen zwei Chromosomen eines Typs bekommt, die andere Tochterzelle keins.
Bei Vereinigung mit der Keimzelle des Partners kommt dann ein Chromosom hinzu. In den Zellen, wo vorher schon zwei Chromosomen waren, kommt es zur Trisomie, in denen, wo keine waren, kommt es nach Vereinigung zur Monosomie.
Es kommt also genauso häufig zu Monosomien wie zu Trisomien, autosomale Monosomien sind aber nicht lebensfähig.
Was versteht man unter dem Turner-X-Syndrom? Wie zeigt es sich?
Es gibt zwei relevante numerische Chromosomenaberrationen der Gonosomen.
Zum einen das Turner-Syndrom, X0, bei dem als Geschlechtschromosom nur ein X-Chromosom auftritt. Es wird auch als Monosomie X bezeichnet.
Betroffene Menschen sind dementsprechend weiblich. Es kommt zu verschiedenen Fehlbildungen, die Intelligenz ist aber durchschnittlich und die Lebenserwartung normal. Betroffene sind meist unfruchtbar.
Was versteht man unter dem Klinefelter-Syndrom?
Beim Klinefelter-Syndrom kommt es bei den Geschlechtschromosomen zu XXY.
Die Betroffenen sind männlich, haben aufgrund der zwei X-Chromosomen aber weibliche Züge, wie weibliche Fettverteilung, Brustbildung und Unterentwicklung der Hoden. Auch sie sind i.d.R. unfruchtbar.
Erläutere die Erblichkeit von Trisomie 21.
Bei einem Menschen mit Trisomie 21 würden in der Keimzellbildung in der Meiose I die homologen Chromosomen normal getrennt werden. Für das 21. Chromosom bedeutet das also, dass zwei Chromosomen in eine Tochterzelle wandern, und ein Chromosom in die andere.
In der Meiose II trennen sich dann die Chromatiden. 50% der Keimzellen haben also eine normale Chromosomenverteilung, die anderen 50% zwei Chromosomen 21, wodurch es bei Vereinigung mit einer normalen Keimzelle des Partners zu einer Trisomie kommen würde.
Was ist eine Chromosomenmutation? Wie lässt sich diese feststellen? Wie lässt sie sich unterteilen? Wie wirkt sie sich aus?
Neben den numerischen Chromosomenaberrationen, die unter die Genommutationen fallen, gibt es strukturelle Chromosomenaberrationen, bei denen nicht die Anzahl, sondern Form und Struktur der Chromosomen verändert ist.
Auch diese Mutation kann man meist im Karyogramm erkennen.
Deletion ist das Fehlen von Abschnitten, Duplikation die Verdopplung von Abschnitten, Inversion die Drehung von Abschnitten, Insertion das Einfügen von Abschnitten in ein anderes Chromosom und die Translokation das Verlagern von Teilstücken.
Die Auswirkungen sind sehr unterschiedlich und können schwer sein, wenn die Änderung wichtige Gene betrifft. Dann sind die Zellen nicht lebensfähig.
Chromosomenmutation: wie lässt sich die Translokation unterteilen?
Bei der Translokation kann man in balancierte und unbalancierte Translokation unterscheiden.
Bei der balancierten Translokation ist die Gesamtmenge des genetischen Materials nicht verändert, hier wurde also nur ein Stück verlagert. Meist hat diese Mutation keine Auswirkungen, solange die Trennung nicht genau in einem wichtigen Gen stattgefunden hat.
Bei den Nachkommen kann es dann aber zur unbalancierten Translokation kommen. Wenn ein Vater mit einer balancierten Translokation z.B. ein Chromosom des 21. Chromosomenpaares am 14. Chromosom trägt und in einer der Keimzellen dieses kombinierte 14;21 Chromosom und sein normales 21. Chromosom weitergibt, gibt es bei Vereinigung mit der Eizelle insgesamt drei Varianten des Chromosoms 21. Eins von der Frau, ein normales von ihm und ein drittes am Chromosom 14.
Man spricht dann hier von einer Translokations-Trisomie.
Was ist eine Genmutation? Wie lässt sich diese unterteilen?
Auf der untersten Ebene kommt es zu Veränderungen innerhalb eines Gens. Dies geschieht durch Veränderungen der Basenabfolge.
Bei Veränderung einer Base spricht man von einer Punktmutation und unterscheidet in Substitution, Deletion und Insertion.
Ursachen sind fehlerhafte Replikation oder Schädigung der DNA durch äußere Einflüsse, wie z.B. UV-Licht oder radioaktive Strahlung, die deswegen auch als Mutagene bezeichnet werden.
Genmutation: was geschieht bei einer Substitution?
Hier kommt es zum Austausch einer Base in der DNA. Nach Auswirkung für die Proteinbiosynthese unterscheidet man in, Stille Mutation, Missense Mutation und Nonsense Mutation.
Die Mutation der DNA wird bei der Transkription in mRNA abgeschrieben.
Aufgrund der Redundanz des genetischen Codes kann eine Mutation folgenlos bleiben, v.a. wenn die dritte Base eines Codons der mRNA betroffen ist. Die Mutation hat daher keine Auswirkung, es ist eine stille Mutation (auch als „silent“ bezeichnet).
Wenn durch die Substitution eine andere Aminosäure codiert wird, bezeichnet man die Mutation als Missense-Mutation (Fehlsinn). Das Protein kann in seiner Funktion verändert sein.
Bei einer Nonsense-Mutation (Unsinn) wird statt für eine Aminosäure für ein Stopcodon codiert, die Proteinbiosynthese daher abgebrochen. Je nachdem, ob die Mutation am Anfang oder Ende einer mRNA auftritt, kann das entstehende Protein funktionsgestört oder funktionslos sein.
Genmutation, Substitution: was ist eine Transition, was eine Transversion?
Werden Basen des gleichen Typs (Purin- gegen Purin- oder Pyrimidin- gegen Pyrimidinbase) gegeneinander ausgetauscht, spricht man von Transition.
Werden Basen unterschiedlichen Typs gegeneinander ausgetauscht, spricht man von Transversion.
Genmutation: was geschieht bei einer Deletion bzw. Insertion?
Hier kommt es zum Fehlen oder Einfügen von Basen. Dadurch verschiebt sich das „Leseraster“ beim Ablesen des Codons, weshalb man von einer Leserastermutation oder Frameshift-Mutation spricht.
Es kommt hinter der Leserastermutation also zu einer Verschiebung aller nachfolgenden Codons, wodurch schwerwiegende Veränderungen entstehen können. Dies gilt genauso bei Insertionen, also wenn zusätzliche Basen eingefügt werden.
Leserastermutationen sind somit meist schwerer und häufiger tödlich.
Dies gilt weniger, wenn 3 Basen oder ein Vielfaches davon betroffen sind, da bei 3 Basen nur ein Basentriplett betroffen ist, die anderen Codons nicht verschoben werden.
