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Geschlechtsgebundene Merkmale und Störungen

Geschlechtsgebundene Merkmale sind genetische Merkmale, die durch Gene bestimmt werden  , die  sich auf Geschlechtschromosomen befinden. Geschlechtschromosomen befinden sich in unseren Fortpflanzungszellen und bestimmen das Geschlecht eines Individuums. Merkmale werden von unseren Genen von einer Generation zur nächsten weitergegeben. Gene sind DNA- Segmente   auf  Chromosomen  , die Informationen für die  Proteinproduktion enthalten  und für die Vererbung bestimmter Merkmale verantwortlich sind. Gene existieren in alternativen Formen, die  Allele genannt werden. Ein Allel für ein Merkmal wird von jedem Elternteil geerbt. Wie Merkmale, die von Genen auf Autosomen (Nicht-Geschlechtschromosomen) stammen, werden geschlechtsgebundene Merkmale durch sexuelle Reproduktion von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben  .

Die zentralen Thesen

  • Merkmale werden über unsere Gene von einer Generation zur nächsten Generation vererbt. Wenn sich diese Gene auf unseren Geschlechtschromosomen befinden, werden die entsprechenden Merkmale als geschlechtsgebundene Merkmale bezeichnet
  • Geschlechtsgebundene Gene befinden sich auf unseren Geschlechtschromosomen. Diese Gene sind entweder Y-verknüpft, wenn sie auf dem Y-Chromosom gefunden werden, oder X-verknüpft, wenn sie auf dem X-Chromosom gefunden werden.
  • Da Männer nur ein X-Chromosom (XY) haben, ist der Phänotyp in X-verknüpften rezessiven Merkmalen vollständig exprimiert.
  • Bei X-chromosomalen dominanten Merkmalen können jedoch sowohl Männer als auch Frauen mit einem abnormalen Gen den Phänotyp exprimieren.
  • Eine Reihe von Erkrankungen wie Hämophilie, Duchenne-Muskeldystrophie und Fragile X-Syndrom sind geschlechtsgebundene Merkmale.

 

Sexzellen

Illustration von männlichen Samenzellen, die ein weibliches Ei befruchten.Callista Images / Getty Images

 

Organismen, die sich sexuell vermehren, tun dies über die Produktion von Geschlechtszellen. auch Gameten genannt. Beim Menschen sind männliche Gameten Spermatozoen (Spermien) und weibliche Gameten Eizellen oder Eier. Männliche Spermien können eine von zwei Arten von Geschlechtschromosomen tragen. Sie tragen entweder ein X-Chromosom oder ein Y-Chromosom . Eine weibliche Eizelle kann jedoch nur ein X-Geschlechtschromosom tragen. Wenn Geschlechtszellen in einem als Befruchtung bezeichneten Prozess verschmelzen , erhält die resultierende Zelle (Zygote) von jeder Elternzelle ein Geschlechtschromosom. Die Samenzelle bestimmt das Geschlecht eines Individuums. Wenn eine Samenzelle, die ein X-Chromosom enthält, eine Eizelle befruchtet, ist die resultierende Zygote (XX) oder weiblich . Wenn die Samenzelle ein Y-Chromosom enthält, ist die resultierende Zygote (XY) oder männlich .

 

Geschlechtsgebundene Gene

Hämophilie ist ein geschlechtsgebundenes Merkmal, das durch eine Genmutation verursacht wird. Das Bild zeigt das Vererbungsmuster des Hämophilie-Merkmals, wenn die Mutter Trägerin ist und der Vater das Merkmal nicht hat.Darryl Leja / NHGRI

 

Gene, die auf Geschlechtschromosomen gefunden werden, werden als geschlechtsgebundene Gene bezeichnet . Diese  Gene  können sich entweder auf dem X-Chromosom oder dem Y-Chromosom befinden. Wenn ein Gen auf dem Y – Chromosom lokalisiert ist, ist es ein Y-verknüpften Gen . Diese Gene werden nur von Männern vererbt, da Männer in den meisten Fällen einen  Genotyp  von (XY) haben . Frauen haben kein Y-Geschlechtschromosom. Gene, die sich auf dem X-Chromosom befinden, werden als X-chromosomale Gene bezeichnet . Diese Gene können sowohl von Männern als auch von Frauen vererbt werden. Gene für ein Merkmal können zwei Formen oder Allele haben. Bei der  vollständigen Dominanzvererbung  ist normalerweise ein Allel dominant und das andere rezessiv. Dominante Merkmale maskieren rezessive Merkmale, indem das rezessive Merkmal nicht im Phänotyp ausgedrückt wird  .

 

X-Linked rezessive Merkmale

Verstopfte Arterie mit niedrigem
Winkel, dargestellt mit einem ausgeschnittenen Abschnitt, der Fettablagerungen und ein gebildetes Gerinnsel zeigt.
Jamesbenet / Getty Images

 

In X-chromosomal rezessiven Merkmalen wird der Phänotyp bei Männern exprimiert, da sie nur ein X-Chromosom haben. Der Phänotyp kann bei Frauen maskiert sein, wenn das zweite X-Chromosom ein normales Gen für dasselbe Merkmal enthält. Ein Beispiel hierfür ist die Hämophilie. Hämophilie  ist eine   Blutkrankheit , bei der bestimmten Blutgerinnungsfaktoren nicht produziert werden. Dies führt zu übermäßigen Blutungen, die Organe  und  Gewebe schädigen können  . Hämophilie ist ein X-chromosomal-rezessives Merkmal, das durch eine Genmutation verursacht wird  . Es wird häufiger bei Männern als bei Frauen gesehen.

Das Vererbungsmuster für das Hämophilie-Merkmal unterscheidet sich je nachdem, ob die Mutter Trägerin des Merkmals ist oder nicht und ob der Vater das Merkmal besitzt oder nicht. Wenn die Mutter das Merkmal trägt und der Vater keine Hämophilie hat, haben die Söhne eine 50/50-Chance, die Störung zu erben, und die Töchter haben eine 50/50-Chance, Träger des Merkmals zu sein. Wenn ein Sohn ein X-Chromosom mit dem Hämophilie-Gen von der Mutter erbt, wird das Merkmal exprimiert und er hat die Störung. Wenn eine Tochter das mutierte X-Chromosom erbt, kompensiert ihr normales X-Chromosom das abnormale Chromosom und die Krankheit wird nicht exprimiert. Obwohl sie die Störung nicht haben wird, wird sie ein Träger für das Merkmal sein.

Wenn der Vater Hämophilie hat und die Mutter das Merkmal nicht hat, hat keiner der Söhne Hämophilie, weil sie ein normales X-Chromosom von der Mutter erben, die das Merkmal nicht trägt. Alle Töchter tragen jedoch das Merkmal, da sie vom Vater ein X-Chromosom mit dem Hämophilie-Gen erben.

 

X-verknüpfte dominante Merkmale

3D-Darstellung von X-Chromosomen.BlackJack3D / Getty Images

 

In X-verknüpften dominanten Merkmalen wird der Phänotyp sowohl bei Männern als auch bei Frauen exprimiert, die ein X-Chromosom haben, das das abnormale Gen enthält. Wenn die Mutter ein  mutiertes X-Gen hat  (sie hat die Krankheit) und der Vater nicht, haben die Söhne und Töchter eine 50/50-Chance, die Krankheit zu erben. Wenn der Vater die Krankheit hat und die Mutter nicht, erben alle Töchter die Krankheit und keiner der Söhne erbt die Krankheit.

 

Geschlechtsgebundene Störungen

Farbenblindheitstestplatten.Dorling Kindersley / Getty Images

 

Es gibt verschiedene Störungen, die durch abnormale geschlechtsspezifische Merkmale verursacht werden. Eine häufige Y-chromosomale Störung ist die männliche Unfruchtbarkeit. Neben der Hämophilie gehören zu den anderen X-chromosomalen rezessiven Störungen Farbenblindheit, Duchenne-Muskeldystrophie und das Fragile-X-Syndrom. Eine Person mit Farbenblindheit hat Schwierigkeiten, Farbunterschiede zu erkennen. Rot-Grün-Farbenblindheit ist die häufigste Form und zeichnet sich durch die Unfähigkeit aus, Rot- und Grüntöne zu unterscheiden.

Duchenne-Muskeldystrophie ist eine Erkrankung, die zu Muskelschwund führt. Es ist die häufigste und schwerste Form der Muskeldystrophie, die sich schnell verschlimmert und tödlich verläuft. Das Fragile X-Syndrom ist eine Erkrankung, die zu Lern-, Verhaltens- und geistigen Behinderungen führt. Es betrifft etwa 1 von 4.000 Männern und 1 von 8.000 Frauen.

 

Quellen

  • Reece, Jane B. und Neil A. Campbell. Campbell Biology . Benjamin Cummings, 2011.

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