Chromosomen, Trisomie-Typen, Heredität und Down-Syndrom
Das Down-Syndrom wird durch ein zusätzliches Chromosom mit der Nummer 21 verursacht, aber was bedeutet das wirklich? Was verursacht ein zusätzliches Chromosom? Kann das Down-Syndrom vererbt werden? Um wirklich zu verstehen, was das Down-Syndrom verursacht, müssen Sie genau wissen, was Chromosomen sind und was sie tun. Die Genetik des Down-Syndroms zu verstehen, ist eine Herausforderung, aber die Zeit zu nehmen, um diese Informationen zu verdauen, kann beruhigend für werdende Eltern sein, die während der Schwangerschaft Bedenken haben, und Eltern, die ein Kind mit Down-Syndrom haben, die sich diese schwierige Frage stellen: "Warum?"
Die Genetik verstehen
Pakete von genetischen Informationen
Die einfachste Art, an Chromosomen zu denken, sind genetische Informationspakete. Der menschliche Körper besteht aus allen verschiedenen Arten von Zellen und in jeder dieser Zellen, im Kern, sind unsere Gene. Gene sind die Einheiten der Vererbung, die von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden. Sie befinden sich in jeder Zelle unseres Körpers und sie liefern die Anweisungen für jede Struktur und Funktion unseres Körpers. Menschen haben etwa 25.000 verschiedene Gene. Anstatt dass alle 25.000 in einzelnen Zellen herumspringen, sind unsere Gene lokalisiert oder auf Chromosomen verpackt, ähnlich wie Perlen an einer Halskette.
Gene
Gene werden aus DNA hergestellt, die ein Molekül ist, das aus vier verschiedenen Chemikalien besteht, die Basen genannt werden, die üblicherweise mit ihren Initialen A für Adenin, T für Thymin, G für Guanin und C für Cytosin bezeichnet werden. Diese 4 Basen bilden den "genetischen Code" - eine Art erbliches Alphabet.
Gene bestehen aus kleinen DNA-Abschnitten und diese Gene sind auf Chromosomen lokalisiert. Wenn Sie Basen als ein Alphabet betrachten, dann können Gene als Sätze gedacht werden. Jeder Satz (oder jedes Gen) liefert eine spezifische Anweisung für unsere Körper. Ein Paar Gene könnte sagen, welche Farbe unsere Augen haben werden, während eine andere Kombination von Genen sagen könnte, wie klein unser kleiner Finger sein sollte!
Wenn Wissenschaftler sich auf all unsere Gene beziehen wollen, nennen sie das ein "Genom".
Chromosomen
Chromosomen, sowie die Gene, die sich auf ihnen befinden, kommen paarweise vor. Menschen haben insgesamt 46 Chromosomen in 23 Paaren angeordnet. Die ersten 22 Chromosomenpaare werden " Autosome " genannt und sind von 1 bis 22 nummeriert, vom größten bis zum kleinsten. Das 23. Paar wird als " Geschlechtschromosomen " bezeichnet und besteht aus einem X und einem Y bei Männern und zwei X-Chromosomen bei Frauen. Chromosomen können unter dem Mikroskop gesehen werden, aber die einzelnen Gene, die sich auf ihnen befinden, können nicht. Der Test, mit dem die Chromosomen visualisiert (und gezählt) werden können, ist ein Karyotyp-Test ,
Trisomie
Die meisten Menschen haben 46 Chromosomen oder 23 Chromosomenpaare. Menschen mit Down-Syndrom haben eine zusätzliche Nummer 21 Chromosom für insgesamt 47 Chromosomen. Dieser Zustand wird auch " Trisomie 21 " genannt. Die Trisomie kommt vom lateinischen Wort "tri", was drei bedeutet, und "etwas", was Körper bedeutet und sich auf Chromosomen bezieht. Menschen mit Trisomie 21 haben drei Körper 21 oder drei Chromosomen Nummer 21.
Da Chromosomen die Pakete der genetischen Information sind und alle unsere Gene oder Anweisungen enthalten, haben Menschen mit Down-Syndrom tatsächlich drei Kopien aller Gene auf Chromosom 21.
Es wird geschätzt, dass es 400 Gene auf Chromosom 21 gibt. Im Grunde haben Menschen mit Down-Syndrom 400 zusätzliche Anweisungen. Während zusätzliche Anweisungen klingt wie es sollte eine gute Sache sein, ist es tatsächlich wie Hinzufügen von zusätzlichen Zutaten zu einem Rezept. Sie erhalten immer noch das gleiche Grundgericht (einen menschlichen Körper), aber die Form und Funktion ist anders.
Neben der Trisomie 21 gibt es noch andere menschliche Trisomien . Down-Syndrom oder Trisomie 21 ist die häufigste autosomale Trisomie, aber Babys mit Trisomie 13 (Patau-Syndrom) und Trisomie 18 (Edward-Syndrom) können manchmal auch eine Schwangerschaft überleben. Die Lebenserwartung für Kinder mit diesen anderen Trisomien ist im Vergleich zum Down-Syndrom niedrig.
Schwangerschaften mit Trisomie 15, 16 und 22 enden in der Regel in einer Fehlgeburt. Trisomien in den anderen Chromosomen sind selten zu sehen und enden meist in sehr frühen Schwangerschaftsaborten, bevor eine Auswertung möglich ist.
Sex Chromosom Trisomien mit X-und Y-Chromosomen sind ziemlich häufig, zum Beispiel, Klinefelter-Syndrom (XXY) ist schätzungsweise 1 von 1000 Männern betroffen.
Im Gegensatz zu Trisomien sind einige Chromosomenanomalien bei Babys auf eine verringerte Anzahl von Chromosomen zurückzuführen, eine "Monosomie". Ein Beispiel ist das Turner-Syndrom, bei dem ein Geschlechtschromosom fehlt, 45 X0 oder Monosomie X.
Ursachen der Trisomie
Trisomie für ein spezifisches Chromosom ist das Ergebnis einer Fehlteilung im Sperma oder im Ei vor der Empfängnis. Normalerweise ordnen sich die Chromosomen an und werden während der Teilung gleichmäßig getrennt. Bei Trisomien gehen beide Chromosomen zu einem Ei, also wenn es mit dem Sperma kombiniert wird (wenn sich das Ei und das Sperma vereinigen), gibt es drei.
Es gibt absolut nichts, was jemand tun kann, um eine Trisomie zu verhindern, und es gibt nichts, was jemand tun könnte, um eine Trisomie zu verursachen. Es ist ein zufälliges Ereignis, das vor der Empfängnis (in vollständiger Trisomie) entweder im Ei oder im Sperma vorkommt. Wir wissen nicht, was eine Trisomie verursacht, obwohl wir einige Risikofaktoren kennen, die das Risiko dafür erhöhen.
Arten von Trisomie 21
Es gibt drei verschiedene Arten von Trisomie 21:
Komplette Trisomie 21 - Die komplette Trisomie 21 ist für etwa 95 Prozent des Down-Syndroms verantwortlich. Wie oben erwähnt, wenn Chromosomen sich aufteilen (um Eier oder Spermien in einem Prozess zu bilden, der Meiose genannt wird), anstatt dass die zwei Chromosomen sich trennen, um zu verschiedenen Eiern zu gelangen, gehen beide Chromosomen zu einem Ei und keine Chromosomen zu dem anderen. Dies wird Nicht-Disjunktion genannt.
Translokation Trisomie 21 - Translokations-Trisomie 21 tritt bei rund vier Prozent der Babys mit Down-Syndrom auf. In einer Translokation gibt es zwei Kopien von Chromosom 21, aber zusätzliches Material von einem dritten 21. Chromosom wird an ein anderes Chromosom angehängt (transloziert). Diese Art von Down-Syndrom kann entweder vor oder nach der Empfängnis auftreten und ist die Form, die manchmal weitergegeben werden kann (vererbt).
Mosaik-Trisomie 21 - Das am wenigsten verbreitete Syndrom des Down-Syndroms ist das Mosaik-Down-Syndrom, wenn nur einige Zellen eine zusätzliche Kopie des Chromosoms 21 haben. Diese Form der Trisomie tritt nach der Befruchtung auf, aber es ist nicht bekannt, warum sie auftritt. Während Menschen mit vollständiger Trisomie 21 und Translokation 21 ähnlich sind, variiert die Mosaiktrisomie 21 in Abhängigkeit von der Anzahl der Zellen, die das zusätzliche Chromosom aufweisen.
Kann Down-Syndrom vererbt werden?
Im Allgemeinen ist das Down-Syndrom nicht "vererbt", sondern kann von Eltern an Kinder mit Translokations-Trisomie 21 (die etwa vier Prozent der Menschen mit Down-Syndrom ausmacht) weitergegeben werden. Bei etwa einem Drittel der Personen mit Translokations-Trisomie 21 ist die Trisomie (Zwei Chromosomen 21 plus zusätzliches Material des Chromosoms 21, das an ein anderes Chromosom angehängt ist), werden von einem Elternteil vererbt Das Risiko für eine Person, die die Bedingung an ein Kind weitergibt, beträgt ungefähr 10 bis 15 Prozent für Frauen und drei Prozent für Männer.
Da die Translokationstrisomie 21 nur etwa vier Prozent der Menschen mit Down-Syndrom ausmacht, würden weniger als ein Prozent der Fälle als erblich betrachtet.
Wenn ein Kind oder ein Erwachsener mit Down-Syndrom schwanger wird, liegt das Risiko für Down-Syndrom oder andere Entwicklungsstörungen beim Baby zwischen 35 und 50 Prozent. Da viele Menschen mit Down-Syndrom ein sehr funktionierendes Leben führen können und Liebe und Beziehungen genauso erfahren wie Menschen ohne Down-Syndrom, ist dies ein Risiko, das bedacht gegenüber den zukünftigen Eltern abgewogen werden muss. Etwa 50 Prozent der Frauen mit Down-Syndrom können schwanger werden.
Risikofaktoren
Die meisten Eltern, die ein Kind mit Down-Syndrom haben, haben keine bekannten Risikofaktoren. Es ist auch wichtig zu beachten, dass es bis heute keine Lebensstil- oder Umweltrisikofaktoren für Down-Syndrom gibt . Mit anderen Worten, mit Ausnahme eines Anstiegs im mütterlichen Alter (und immer noch sind die meisten Frauen, die Kinder mit Down-Syndrom haben, jung), gibt es nichts, was helfen könnte, ein Kind mit Down-Syndrom vorauszusagen oder zu verhindern.
Risiko für mütterliches Alter und Down-Syndrom
Während Trisomien bei Menschen jeden Alters auftreten können, gibt es eine Verbindung zwischen dem Alter einer Mutter und der Chance, ein Baby mit einer Trisomie zu bekommen. Ein Verein ist einfach wissenschaftlicher Ausdruck für einen Link. Eine Assoziation ist keine Ursache. Dies ist ein wichtiger Punkt, da die Menschen oft unter dem Irrglauben sind, dass das mütterliche Alter das Down-Syndrom verursacht. Das ist nicht wahr. Wir wissen nicht, was zu Trisomien führt. Wir wissen einfach, dass mit zunehmendem Alter der Frauen das Risiko für eine Schwangerschaft mit einer Trisomie steigt.
Während ein Zusammenhang zwischen dem Alter der Mutter und dem Auftreten von Trisomien besteht, werden die meisten Babys mit Down-Syndrom von Müttern unter 35 Jahren geboren. Dies liegt daran, dass es viel mehr jüngere Frauen mit Babys gibt. Tatsächlich werden 80 Prozent der mit Down-Syndrom geborenen Babys von Frauen unter 35 Jahren geboren, und das Durchschnittsalter einer Mutter eines Babys mit Down-Syndrom liegt bei 28 Jahren. Insgesamt beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Frau unter 30 Jahren ein Kind mit Down-Syndrom zur Welt bringt, weniger als 1: 1000. Das Risiko steigt, wenn eine Frau älter wird, mit einer Inzidenz von etwa 1: 112 im Alter von 40 Jahren. Dies ist jedoch immer noch weniger als ein Prozent der Frauen, die im Alter von 40 Jahren schwanger werden.
Ein Diagramm, das das Alter der Mutter mit dem Risiko des Down-Syndroms vergleicht, ist verfügbar, aber es ist wichtig, die Frauen zu warnen, bevor sie sich dieses Diagramm ansehen. Denken Sie daran, dass die große Mehrheit der Frauen, die über 35 Jahre schwanger werden, Babys ohne Down-Syndrom haben.
Einige Frauen über 35 Jahre (oder mit anderen Risikofaktoren) können sich für eine Amniozentese entscheiden, um nach Down-Syndrom oder anderen pränatalen Tests zu suchen. Die Entscheidung, ob diese Tests durchgeführt werden oder nicht, ist sehr persönlich und sollte mit Hilfe einer genetischen Beratung erfolgen. Das American College of Geburtshilfe und Gynäkologie empfiehlt, dass allen Frauen pränatale Tests für Down-Syndrom angeboten werden. Einige Frauen bevorzugen diese Tests sowohl zur Beruhigung als auch zur Fähigkeit, im Voraus zu planen, während es klare Gründe gibt, warum Frauen sich entscheiden, auch keine Pränataldiagnostik zu machen.
Paternales Alter und Down-Syndrom Risiko
Es wird geschätzt, dass das zusätzliche Chromosom beim Down-Syndrom von der Mutter die meiste Zeit und vom Vater (Sperma) nur vier Prozent der Zeit stammt. Während das fortschreitende Alter der Mutter mit dem Down-Syndrom-Risiko korreliert, gilt dies nicht für das fortschreitende väterliche Alter, einfach aufgrund der Tatsache, dass Eier altern, aber Spermien werden kontinuierlich hergestellt, so dass sie normalerweise nur wenige Wochen alt sind. Es gibt jedoch andere genetische Bedingungen als Down-Syndrom, die mit fortgeschrittenem väterlichen Alter verbunden sind, wie Achondroplasie (Zwergwuchs) und Marfan-Syndrom.
Forschung und Zukunft
Mit dem Vortrag über das Humangenomprojekt und die Gentherapie haben Eltern eine sehr gute Frage gestellt: "Warum kann eine Gentherapie nicht dazu verwendet werden, die genetische Abnormalität beim Down-Syndrom zu reparieren?" Leider ist unser Verständnis von Genetik noch nicht da. Welche Gentherapie zumindest in naher Zukunft hilfreich sein könnte, ist die Arbeit mit einzelnen Genanomalien. Zustand, der durch mehr als ein Gen verursacht wird, geschweige denn ein ganzes Chromosom, wäre schwierig mit Gentherapie zu behandeln. Forscher untersuchen daher, was mit epigenetischer Technik möglich sein könnte - Epigenetik ist ein Feld, das die Expression (klinische Manifestationen) von Genen und nicht die Gene selbst untersucht.
Das Management von Kindern mit Down-Syndrom hat sich in den letzten Jahrzehnten dramatisch verbessert.
Endeffekt
Die Quintessenz ist, dass wir wissen, dass es eine Verbindung oder Verbindung zwischen dem Alter einer Mutter und dem Risiko gibt, ein Kind mit einer Trisomie wie dem Down-Syndrom zu bekommen, aber niemand kennt die spezifische Ursache von Trisomien.
Quellen:
Dekker, A., De Deyn, P. und M. Rots. Epigenetik: Der vernachlässigte Schlüssel zur Minimierung von Lern- und Gedächtnisdefiziten beim Down-Syndrom. Neurowissenschaften und Biohavioral Reviews . 2914. 45: 72-84.
Mentis, A., Epigenomic Engineering für Downsyndrom. Neurowissenschaften und Biohavioral Reviews . 2016. 71: 323-327.