Lexikon der Biologie: Chromosomenaberrationen
Chromosomenaberrationen [von *chromosom –, latein. aberratio = Abschweifung], Chromosomenmutationen, die Veränderung derChromosomenstruktur (Chromosomen) durch Verlust, Austausch oder Verdoppelung von Segmenten ( vgl. Abb. ), wobei beide Chromatiden eines Chromosoms gleichermaßen betroffen sind (Gegensatz zu Chromatidenaberrationen). Chromosomenbrüche im Endbereich eines Chromosoms führen zu Defizienzen, dem Verlust von Chromosomen-Endstücken. Das verbleibende Chromosomenbruchstück mit Centromer ist aufgrund des Verlustes des Telomers instabil. Außerdem kommt es bei der nächsten Mitose zur Ausbildung von Anaphase-Brüchen (Anaphase) und damit zu erneutem Endstückverlust. Alle anderen Formen der Chromosomenaberrationen entstehen durch illegitimes, d. h. an nicht homologen Stellen erfolgendes Crossing over. Zu solchen Ereignissen kommt es spontan nur sehr selten. Sie können aber durch Bestrahlung (Strahlenbelastung, Strahlenschäden) oder chemische Mutagene induziert werden. Illegitimes Crossing over innerhalb eines Chromosoms (intrachromosomal) führt zu Deletion (Verlust eines Mittelstücks), Inversion (Austausch der beiden Enden) oder Bildung von Ringchromosomen. Austausch verschieden langer Endstücke zwischen zwei homologen Chromosomen (interchromosomal), ebenfalls ein illegitimes Crossing over, erzeugt auf dem einen Chromosom eine Deletion, auf dem anderen eine Duplikation (Verdopplung) eines mittleren Abschnitts. Illegitimes Crossing over zwischen zwei nicht-homologen Chromosomen bewirkt Translokationen (Austausch von Endstücken). Bei reziproken Translokationen findet ein wechselseitiger Austausch von Endstücken zwischen zwei Chromosomen statt. Wird durch eine solche Translokation nur die Anordnung der Gene, nicht aber deren Zahl und Ausfertigung im Genom einer Zelle verändert, so hat diese Chromosomenaberration keine Konsequenzen für den Phänotyp. Man spricht deshalb in solchen Fällen von balancierten Translokationen. Das Verschmelzen akrozentrischer Chromosomen (Chromosomenfusion) im Bereich des Centromers bezeichnet man als zentrische Fusion oder Robertson-Translokation (beim Menschen: Robertson-Fusion). Die Träger solcher Robertson-Translokationen sind phänotypisch unauffällig, ihr Chromosomensatz ist allerdings reduziert. Chromosomen mit reziproken Translokationen bzw. zentrisch fusionierte Chromosomen müssen bei der Homologenpaarung in der Prophase I der Meiose Tetravalente bzw. Trivalente (Multivalent) bilden, so daß die exakte Verteilung der Chromosomen auf die Tochterzellen nicht mehr gesichert ist. Dadurch kann es in der Nachkommenschaft zur Ausbildung von Trisomien (Hyperploidie) oder Monosomien (numerische Chromosomenanomalien) kommen. – Eine beim Menschen ausgeprägte Chromosomenaberration führt zu dem sog. "cri-du-chat"-Syndrom oder Katzenschrei-Syndrom (katzenartiges Schreien des Säuglings, weit auseinanderstehende Augen, geistig retardiert, Kinder sterben als Säuglinge oder Kleinkinder). Cytologisch ist dabei immer eine Deletion am kurzen Arm des Chromosoms 5 zu beobachten, die auch mit einer nicht balancierten Translokation des deletierten Stücks verbunden sein kann. Beim Down-Syndrom, in der Regel eine freie Trisomie 21, wird in wenigen Fällen eine Translokation beobachtet; das überzählige 21. Chromosom ist an einem der anderen Chromosomen angehängt; auf den ersten Blick haben die Betroffenen einen normalen Chromosomensatz von 46 Chromosomen. Chromosomenaberrationen sind auch an der Entstehung verschiedener Krebsarten beteiligt. Beispielsweise führt eine chromosomale Translokation zu chronisch-myeloischer Leukämie, einer Krebsform der weißen Blutzellen. Teile des Chromosoms 22 und des Chromosoms 9 sind hier getauscht (Philadelphia-Chromosom). Durch diese Translokation wird ein Protoonkogen zu einem Onkogen. Beim Retinoblastom, einer seltenen Krebserkrankung, die im Kindesalter zu Tumoren der Netzhaut führt, findet man eine Deletion auf dem Chromosom 13. Der Krebs entsteht hier durch den Verlust eines Tumorsuppressorgens. Mittlerweile konnte ein Verlust dieses Gens auch als eine der Ursachen bei der Entstehung von Lungen-, Brust- und Blasencarcinomen nachgewiesen werden. Amniocentese, chromosomale Homöologie, Down (J.L.H.), Erbkrankheiten (Tab.), Mutation.
G.St./S.Kl.
Lit.: Schunck, Ch.: Zur Entstehung von Schwesterchromatidenaustauschen und Chromosomenaberrationen. Experimente mit verschiedenen DNS-Doppelstrangbruch-induzierenden Agenzien. Berlin 1997.
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