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Wenn eine Person eine bestimmte Mutation in einem Gen hat, ist es dann wahrscheinlicher, dass sie andere Mutationen in diesem Gen hat?

Wenn eine Person eine bestimmte Mutation in einem Gen hat, ist es dann wahrscheinlicher, dass sie andere Mutationen in diesem Gen hat?


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Wenn eine Person eine bestimmte Mutation in einem Gen hat (2281 del/ins in einer einzigen Kopie des Bloom BLM-Gens), ist es dann wahrscheinlicher als die allgemeine Bevölkerung, andere Arten von Mutationen in demselben Gen zu haben?


A priori, nein! Warum sollte es? Haben Sie eine bestimmte Hypothese im Kopf, die Sie diskutieren möchten?

Im Folgenden sind einige Erwartungen an ein einfaches Modell und mögliche Gründe aufgeführt, warum diese Erwartung bei komplizierteren Modellen zusammenbrechen kann.

Einfaches Modell

Unter einem einfachen Modell (panmiktische Population und einige andere einfache Annahmen) folgt die Anzahl der Mutationen, die ein bestimmtes Individuum in jeder betrachteten Sequenz hat, einer Poisson-Verteilung. Angenommen, alle auftretenden Mutationen haben einen Konstanzselektionskoeffizienten $s$, einen konstanten Dominanzkoeffizienten $h$ und die Mutationsrate für die interessierende Sequenz ist $U$, dann ergibt sich die Anzahl der Mutationen, die ein Individuum trägt, aus einer Poisson-Verteilung mit bedeuten $frac{U}{2hs}$ (Krähe 1970).

Dieses Modell ist einfach, aber wahrscheinlich eine ziemlich gute Annäherung an die Realität. Im Folgenden sind drei Annahmen aufgeführt, die nicht unbedingt zutreffen und zu einer höheren Varianz in der Anzahl der Mutationen führen würden (d. h. eine höhere Wahrscheinlichkeit für eine Person, die bereits eine Mutation trägt, eine zweite Mutation zu bekommen).

Bevölkerungsstruktur

In Wirklichkeit sind die Bevölkerungen oft nicht panmiktisch. Da die genetische Belastung von der Populationsgröße abhängt. Genauer gesagt, je kleiner die Population, desto höher die genetische Last (oder desto höher die Anzahl der in der Population vorhandenen mutierten Allele) (Kimura et al. 1963).

Vergangene evolutionäre und demografische Geschichte

Populationen sind im Laufe der Zeit nicht stabil. Einige Populationen haben in letzter Zeit einen Engpass durchgemacht, andere wachsen schnell, manche schrumpfen, manche litten kürzlich an einer Pest usw. Solche Prozesse können alle dazu führen, dass sich die Populationen in der Anzahl der Mutationen unterscheiden, die sie tragen, und würden daher die Varianz in erhöhen die Verteilung der Anzahl der Mutationen, die Individuen tragen.

Innerhalb einer bestimmten Sequenz, die kurz genug ist, wird die physische Verknüpfung, die mit einem bestimmten vergangenen Evolutionsprozess verbunden ist, ein relativ lang anhaltendes Verknüpfungsungleichgewicht erzeugen.

Zustandsabhängige Mutationsrate

Es wurde gezeigt in Drosophila melanogaster dass Personen mit einem schlechten Genotyp dazu neigen, eine höhere Mutationsrate zu haben, was dazu führt, dass ihre Abstammung noch mehr Mutationen ansammelt (Sharp und Agrawal 2012).


Denken Sie daran, dass die durchschnittliche Mutationsrate der DNA-Polymerase etwa 1 Fehler pro 1 x 10^6 Basen beträgt. Die Mutationswahrscheinlichkeit ist also bei jedem Basenpaar unabhängig, aber gering - es gibt nichts, was eine weitere Mutation verhindern würde, aber es gibt auch nichts, was sagt, dass es verlangt wird.

Es gibt jedoch ein Phänomen, das als kompensierende Mutationen bekannt ist – eine zweite Mutation, die eine nachteilige Wirkung einer früheren Mutation ausgleicht. Wenn ich zum Beispiel eine Mutation in einem Gen habe, das für ein Protein kodiert, und diese Mutation eine Aminosäure verändert, die ein Kontaktpunkt für die Proteinfaltung (oder eine ähnliche Strukturkomponente) ist, faltet sich das Protein möglicherweise erst richtig, wenn ein kompensierende Mutation in der Sequenzregion, die für den Rest kodiert, der mit dieser ersten Aminosäure interagiert. Kompensierende Mutationen würden eher positiv selektiert werden, wenn die Proteinfunktion signifikant beeinträchtigt ist…


Die Antwort hängt natürlich etwas von den Details ab (z. B. ob die Mutation neutral ist oder nicht), aber im Allgemeinen sollten sich Polymorphismen entlang des Genoms gruppieren. Grob gesagt deutet das Vorhandensein eines Polymorphismus darauf hin, dass der jüngste gemeinsame Vorfahre der beiden Kopien des Gens dieses Individuums wahrscheinlich ziemlich weit in der Vergangenheit gelebt hat, so dass sie viel Zeit hatten, um zusätzliche Mutationen anzusammeln.

Ich bin hier etwas schlampig in Bezug auf Polymorphismen innerhalb eines Individuums vs. Unterschiede zum Referenzgenom, aber die Logik ist dieselbe.


Mutationen und Krankheiten

Die DNA unterliegt ständig Mutationen, zufälligen Änderungen ihres Codes. Mutationen können zu fehlenden oder missgebildeten Proteinen führen, und das kann zu Krankheiten führen.

Wir alle beginnen unser Leben mit einigen Mutationen. Diese von Ihren Eltern geerbten Mutationen werden als Keimbahnmutationen bezeichnet. Sie können jedoch auch zu Lebzeiten Mutationen erwerben. Einige Mutationen treten während der Zellteilung auf, wenn die DNA dupliziert wird. Noch andere Mutationen werden verursacht, wenn die DNA durch Umweltfaktoren wie UV-Strahlung, Chemikalien und Viren beschädigt wird.

Wenige Mutationen sind schlecht für Sie. Tatsächlich können einige Mutationen von Vorteil sein. Im Laufe der Zeit schaffen genetische Mutationen eine genetische Vielfalt, die die Populationen gesund hält. Viele Mutationen haben überhaupt keine Wirkung. Diese werden als stille Mutationen bezeichnet.

Aber die Mutationen, von denen wir am häufigsten hören, sind diejenigen, die Krankheiten verursachen. Einige bekannte genetische Erbkrankheiten sind unter anderem Mukoviszidose, Sichelzellenanämie, Tay-Sachs-Krankheit, Phenylketonurie und Farbenblindheit. Alle diese Störungen werden durch die Mutation eines einzelnen Gens verursacht.

Die meisten genetischen Erbkrankheiten sind rezessiv, was bedeutet, dass eine Person zwei Kopien des mutierten Gens erben muss, um eine Störung zu erben. Dies ist einer der Gründe, warum von einer Ehe zwischen nahen Verwandten abgeraten wird. Zwei genetisch ähnliche Erwachsene geben einem Kind eher zwei Kopien eines defekten Gens.

Krankheiten, die durch nur eine Kopie eines defekten Gens verursacht werden, wie die Huntington-Krankheit, sind selten. Dank der natürlichen Selektion neigen diese dominanten genetischen Krankheiten dazu, im Laufe der Zeit aus Populationen zu verschwinden, da betroffene Träger mit größerer Wahrscheinlichkeit sterben, bevor sie sich fortpflanzen.

Wissenschaftler schätzen, dass jeder von uns zwischen 5 und 10 potenziell tödliche Mutationen in seinen Genen hat. Die gute Nachricht ist, dass diese Krankheiten sich nicht manifestieren, da es normalerweise nur eine Kopie des schlechten Gens gibt.

Krebs entsteht normalerweise aus einer Reihe von Mutationen innerhalb einer einzelnen Zelle. Oft ist ein fehlerhaftes, beschädigtes oder fehlendes p53-Gen schuld. Das p53-Gen stellt ein Protein her, das mutierte Zellen an der Teilung hindert. Ohne dieses Protein teilen sich Zellen ungehindert und werden zu Tumoren.


Genetik und CF

Ein Gen ist die Grundeinheit der Vererbung. Gene sind für die körperlichen Eigenschaften jeder Person verantwortlich (wie Augenfarbe, Gesichtszüge und viele Gesundheitszustände). Jedes Gen besetzt eine bestimmte Stelle auf einem Chromosom (ein fadenförmiges Material, das sich im Zellkern jeder einzelnen Körperzelle befindet). Chromosomen kommen in 23 Paaren vor und jedes Chromosom trägt Tausende von Genen.

Was geschieht?

Jedes Gen hat eine spezifische Rolle bei der Bestimmung, wie der Körper einer Person zusammengesetzt ist und wie er funktioniert. Die Rolle eines Gens wird durch seinen individuellen DNA-Code (Desoxyribonukleinsäure, die chemische Codierung eines Gens) bestimmt. Die DNA besteht aus vier Bausteinen, die als Basen bezeichnet werden. Diese Basen sind für jedes Gen in einer bestimmten Reihenfolge verbunden. Wenn sich die Anordnung der Basen ändert, kann dies dazu führen, dass das Gen nicht richtig funktioniert.

Was sind genetische Störungen?

Eine strukturelle Genveränderung, die eine Krankheit oder einen Geburtsfehler verursachen kann, wird als Mutation bezeichnet. Gene werden paarweise vererbt, wobei ein Gen von jedem Elternteil vererbt wird, um das Paar zu bilden. Mukoviszidose tritt auf, wenn beide Gene des Paares eine Mutation aufweisen. Eine Person mit Mukoviszidose erbt von jedem Elternteil ein CF-Gen. Mukoviszidose ist eine genetische Störung, die durch die Vererbung eines mutierten oder nicht richtig funktionierenden Genpaares verursacht wird.

Das Mukoviszidose-Gen

Jeder erbt zwei Kopien des CFTR-Gens (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator). Einige der vererbten Kopien sind jedoch Mutationen. Bis heute wurden über 700 Mutationen des CFTR-Gens identifiziert. Eine Person mit CF erbt zwei mutierte Kopien des CFTR-Gens. Diese Mutationen können entweder homozygot, die gleichen oder heterozygot, verschiedene Mutationen sein. Die häufigste Mutation ist Delta F508, die etwa 70 % aller Mutationen ausmacht. Diejenigen, die für diese Mutation homozygot sind, neigen dazu, eine Pankreasinsuffizienz zu haben.

Was bewirkt die Mutation?

Das CFTR-Gen ist ein Protein, das als Chloridkanal fungiert. Ein Chloridkanal hilft, das richtige Gleichgewicht von Salz und Wasser in einer Zelle aufrechtzuerhalten. Eine Mutation in CFTR verursacht eine Störung des Salz- und Wasserhaushaltes. Dies führt zu einer Austrocknung der Sekrete (dicker Schleim) und zu einem übermäßigen Salzverlust im Schweiß.

Was ist ein Träger?

Ein Träger ist eine Person, die nur eine Kopie des mutierten Gens besitzt. Die Eltern eines Kindes mit CF tragen jeweils ein CF-Gen und ein normales Gen. Sie haben keine Symptome und keine Krankheit.

Wie entsteht CF?

Wenn jeder Elternteil seinem Kind ein Gen beisteuert, können sie entweder ihr CF-Gen oder ihr Nicht-CF-Gen weitergeben. Jede Schwangerschaft kann zu einem von drei Ergebnissen führen:


Gene und Alzheimer-Krankheit

Es gibt zwei Arten von Alzheimer-frühem Beginn und spätem Beginn. Beide Arten haben eine genetische Komponente.

Spät einsetzende Alzheimer-Krankheit

Die meisten Menschen mit Alzheimer haben die spät einsetzende Form der Krankheit, bei der die Symptome ab Mitte 60 auftreten.

Forscher haben kein spezifisches Gen gefunden, das die spät einsetzende Alzheimer-Krankheit direkt verursacht. Mit einer genetischen Variante des Apolipoproteins E (APOE) Gen auf Chromosom 19 erhöht das Risiko einer Person. Die APOE Gen ist an der Herstellung eines Proteins beteiligt, das hilft, Cholesterin und andere Fettarten im Blutkreislauf zu transportieren.

APOE kommt in mehreren verschiedenen Formen oder Allelen vor. Jede Person erbt zwei APOE Allele, eines von jedem biologischen Elternteil.

  • APOE ε2 ist relativ selten und kann einen gewissen Schutz gegen die Krankheit bieten. Tritt die Alzheimer-Krankheit bei einer Person mit diesem Allel auf, entwickelt sie sich in der Regel später im Leben als bei einer Person mit dem APOE ε4-Gen.
  • Es wird angenommen, dass APOE ε3, das häufigste Allel, eine neutrale Rolle bei der Krankheit spielt – weder das Risiko verringert noch erhöht.
  • APOE ε4 erhöht das Risiko für die Alzheimer-Krankheit und wird auch mit einem früheren Erkrankungsalter in Verbindung gebracht. Ein oder zwei APOE ε4-Allele zu haben, erhöht das Risiko, an Alzheimer zu erkranken. Etwa 25 Prozent der Menschen tragen eine Kopie von APOE ɛ4 und 2 bis 3 Prozent tragen zwei Kopien bei sich.

APOE ε4 wird als Risikofaktorgen bezeichnet, da es das Risiko einer Person für die Entwicklung der Krankheit erhöht. Die Vererbung eines APOE ε4-Allels bedeutet jedoch nicht, dass eine Person definitiv an Alzheimer erkranken wird. Manche Menschen mit einem APOE 4-Allel erkranken nie, und andere, die Alzheimer entwickeln, haben keine APOE ε4-Allele.

Neuere Forschungen deuten darauf hin, dass seltene Formen des APOE-Allels vor der Alzheimer-Krankheit schützen können. Weitere Studien sind erforderlich, um festzustellen, wie diese Variationen den Ausbruch der Krankheit verzögern oder das Risiko einer Person senken können.

Alzheimer-Krankheit im Frühstadium

Die früh einsetzende Alzheimer-Krankheit ist selten und macht weniger als 10 Prozent aller Menschen mit Alzheimer aus. Sie tritt typischerweise zwischen 30 und Mitte 60 einer Person auf. Einige Fälle werden durch eine vererbte Veränderung in einem von drei Genen verursacht.

Die drei Einzelgen-Mutationen, die mit der früh einsetzenden Alzheimer-Krankheit verbunden sind, sind:

  • Amyloid-Vorläuferprotein (APP) auf Chromosom 21
  • Presenilin 1 (PSEN1) auf Chromosom 14
  • Presenilin 2 (PSEN2) auf Chromosom 1

Mutationen in diesen Genen führen zur Produktion von abnormalen Proteinen, die mit der Krankheit in Verbindung stehen. Jede dieser Mutationen spielt eine Rolle beim Abbau von APP, einem Protein, dessen genaue Funktion noch nicht vollständig verstanden ist. Dieser Abbau ist Teil eines Prozesses, der schädliche Formen von Amyloid-Plaques erzeugt, einem Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit.

Ein Kind, dessen biologische Mutter oder Vater eine genetische Mutation für eines dieser drei Gene trägt, hat eine 50/50-Chance, diese Mutation zu erben. Wenn die Mutation tatsächlich vererbt wird, hat das Kind eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, eine früh einsetzende Alzheimer-Krankheit zu entwickeln.

Bei anderen Fällen von Alzheimer im Frühstadium hat die Forschung gezeigt, dass andere genetische Komponenten beteiligt sind. Studien laufen, um zusätzliche genetische Risikovarianten zu identifizieren.

Das Down-Syndrom erhöht das Risiko, an Alzheimer im Frühstadium zu erkranken. Viele Menschen mit Down-Syndrom entwickeln mit zunehmendem Alter Alzheimer, wobei die Symptome in den 50er oder 60er Jahren auftreten. Forscher glauben, dass dies daran liegt, dass Menschen mit Down-Syndrom mit einer zusätzlichen Kopie des Chromosoms 21 geboren werden, das das APP-Gen trägt.


Die Londoner und Berliner Patienten

Die Kontroverse über Hes Studien deutet darauf hin, dass es Jahre dauern wird, bis Mainstream-Forscher mit der Gen-Editing-Technologie vertraut sind, um das normale CCR5-Gen in Embryonen zu deaktivieren und eine Generation mit HIV-Immunität zu schaffen. Aber alle Augen sind auf diese Mutation gerichtet, denn sie spielte eine Schlüsselrolle bei der Behandlung der beiden Männer, die jetzt von HIV geheilt sein sollen.

Die Männer, die als Berliner bzw. Londoner Patient bezeichnet werden, erhielten zur Behandlung von Krebs eine allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation. Diese Transplantate sollen durch Krankheit, Infektion oder Chemotherapie geschädigte Zellen durch gesunde Zellen eines Spenders ersetzen, damit der Körper des Patienten sein Immunsystem im Wesentlichen wieder aufbauen kann. In diesen Fällen wählten die Ärzte Spender mit der CCR5-Delta-32-Mutation in der Hoffnung, dass das Immunsystem, wenn sich das Immunsystem mit den neuen Zellen wiederaufbaut, auch ohne Medikamente HIV abwehren könnte. Die Behandlung ist jedoch sehr intensiv, da die Patienten zunächst die vorhandenen Markzellen durch Chemotherapie oder Bestrahlung abtöten und Medikamente zur Unterdrückung ihres Immunsystems einnehmen müssen, damit es die Spenderzellen nicht angreift.

Der Berliner Patient wurde später als Timothy Ray Brown identifiziert und ist nun seit 12 Jahren ohne Medikamente HIV-frei. Brown, der zu dieser Zeit wegen Leukämie behandelt wurde, kam während seiner Behandlung dem Tode nahe und wurde zeitweise sogar in ein medizinisch bedingtes Koma versetzt.

Forscher versuchten jahrelang, den Erfolg, den sie mit Brown hatten, zu wiederholen, aber HIV kehrte bei nachfolgenden Patienten immer wieder zurück. Einige befürchteten, dass Browns Erfolg kein Beweis dafür war, dass die CCR5-Delta-32-Mutation der Schlüssel zur erhofften Behandlung von HIV war, sondern nur ein Zufall, der durch intensive, fast tödliche Strahlung verursacht wurde.

Dann, im März 2019, gaben Forscher den Erfolg des Londoner Patienten bekannt (der darum gebeten hat, nicht genannt zu werden). Er erhielt eine Knochenmarktransplantation zur Behandlung des Hodgkin-Lymphoms. Seine Behandlung war weniger intensiv als die von Brown, und er war nie so krank. Er ist nun seit 18 Monaten ohne Medikamente HIV-frei. Der Londoner Patient ist einer von 38 Patienten, die eine ähnliche Behandlung erhalten haben und die derzeit von einer Gruppe von Forschern beobachtet werden. Ein zweiter Patient in der Gruppe ist seit vier Monaten HIV-frei.

Während Experten gespannt sind, wie es diesen Patienten ergeht, scheint Einigkeit darüber zu bestehen, dass diese Behandlung zu intensiv ist, um jemals üblich zu werden, insbesondere in einer Zeit, in der Medikamente das Virus nicht nachweisbar und nicht übertragbar machen können.

Dennoch ist der Erfolg des Londoner Patienten bedeutend, weil er beweist, dass Browns Fall kein Zufall war und als solcher den Fokus wieder auf CCR5 rückt. Paula Cannon, Ph.D., eine Molekularmikrobiologin, die HIV an der Keck School of Medicine der University of Southern California untersucht, sagte Verdrahtet Magazin: "Es gibt eine schöne Auswahl an Dingen, die wir jetzt möglicherweise tun könnten. Was uns diese beiden Patienten gezeigt haben, ist, dass der Angriff auf das Reservoir infizierter Zellen bei gleichzeitiger Bereitstellung glänzender, neuer HIV-resistenter Immunzellen zu einer Heilung führen kann."


Auswirkungen von Mutationen

Die meisten Mutationen haben weder negative noch positive Auswirkungen auf den Organismus, in dem sie vorkommen. Diese Mutationen werden neutrale Mutationen genannt. Beispiele sind stille Punktmutationen, die neutral sind, weil sie die Aminosäuren in den Proteinen, die sie kodieren, nicht verändern.

Viele andere DNA-Schäden oder -Fehler haben keine Auswirkungen auf den Organismus, weil sie repariert werden, bevor die Proteinsynthese stattfindet. Zellen verfügen über mehrere Reparaturmechanismen, um Fehler in der DNA zu beheben.

Nützliche Mutationen

Manche Mutationen wirken sich positiv auf den Organismus aus, in dem sie vorkommen. Sie werden als nützliche Mutationen bezeichnet. Sie codieren im Allgemeinen für neue Versionen von Proteinen, die Organismen helfen, sich an ihre Umgebung anzupassen. Wenn sie die Überlebens- oder Fortpflanzungschancen eines Organismus erhöhen, werden die Mutationen mit der Zeit wahrscheinlich häufiger. Es gibt mehrere bekannte Beispiele für nützliche Mutationen. Hier sind nur zwei:

  1. Bei Bakterien sind Mutationen aufgetreten, die es den Bakterien ermöglichen, in Gegenwart von Antibiotika zu überleben. Die Mutationen haben zur Evolution von antibiotikaresistenten Bakterienstämmen geführt.
  2. Eine einzigartige Mutation wird bei Menschen in einer kleinen Stadt in Italien gefunden. Die Mutation schützt sie vor der Entwicklung von Arteriosklerose, der gefährlichen Ansammlung von Fettstoffen in Blutgefäßen. Das Individuum, bei dem die Mutation zuerst auftrat, wurde sogar identifiziert.

Schädliche Mutationen

Stellen Sie sich vor, Sie machen eine zufällige Änderung an einer komplizierten Maschine wie einem Automotor. Die Wahrscheinlichkeit, dass die zufällige Änderung die Funktion des Autos verbessert, ist sehr gering. Die Änderung führt viel eher zu einem Auto, das nicht gut oder vielleicht überhaupt nicht fährt. Ebenso führt jede zufällige Veränderung in der DNA eines Gens wahrscheinlich zur Produktion eines Proteins, das nicht normal oder überhaupt nicht funktioniert. Solche Mutationen sind wahrscheinlich schädlich. Schädliche Mutationen können genetische Störungen oder Krebs verursachen.

  • Eine genetische Störung ist eine Krankheit, ein Syndrom oder ein anderer abnormaler Zustand, der durch eine Mutation in einem oder mehreren Genen oder durch eine Chromosomenveränderung verursacht wird. Ein Beispiel für eine genetische Störung ist Mukoviszidose. Eine Mutation in einem einzelnen Gen führt dazu, dass der Körper dicken, klebrigen Schleim produziert, der die Lunge verstopft und die Kanäle in Verdauungsorganen blockiert.
  • Krebs ist eine Krankheit, bei der Zellen unkontrolliert wachsen und abnormale Zellmassen bilden, die Tumoren genannt werden. Sie wird im Allgemeinen durch Mutationen in Genen verursacht, die den Zellzyklus regulieren. Aufgrund der Mutationen dürfen sich Zellen mit geschädigter DNA ohne Einschränkungen teilen.

Es wird angenommen, dass ererbte Mutationen bei etwa 5 bis 10 Prozent aller Krebsarten eine Rolle spielen. Spezifische Mutationen, die viele der bekannten erblichen Krebsarten verursachen, wurden identifiziert. Die meisten Mutationen treten in Genen auf, die das Wachstum von Zellen oder die Reparatur beschädigter DNA steuern.

Gentests können durchgeführt werden, um festzustellen, ob Personen bestimmte krebserregende Mutationen geerbt haben. Einige der häufigsten erblichen Krebsarten, für die Gentests verfügbar sind, erblicher, Brust- und Eierstockkrebs, verursacht durch Mutationen in den Genen BRCA1 und BRCA2. Neben Brust- und Eierstockkrebs können Mutationen in diesen Genen auch Bauchspeicheldrüsen- und Prostatakrebs verursachen. Genetische Tests werden im Allgemeinen an einer kleinen Probe von Körperflüssigkeit oder Gewebe wie Blut, Speichel oder Hautzellen durchgeführt. Die Probe wird von einem auf Gentests spezialisierten Labor analysiert, und es dauert in der Regel mindestens einige Wochen, bis die Testergebnisse vorliegen.

Sollten Sie genetisch testen lassen, um herauszufinden, ob Sie eine krebserregende Mutation geerbt haben? Solche Tests werden nicht routinemäßig durchgeführt, nur um Patienten auf das Krebsrisiko zu untersuchen. Stattdessen werden die Tests in der Regel nur durchgeführt, wenn die folgenden drei Kriterien erfüllt sind:

  1. Der Test kann definitiv feststellen, ob eine bestimmte Genmutation vorliegt. Dies ist beispielsweise bei den Genmutationen BRCA1 und BRCA2 der Fall.
  2. Die Testergebnisse könnten hilfreich sein, um die zukünftige medizinische Versorgung zu lenken. Wenn Sie zum Beispiel herausgefunden haben, dass Sie eine Mutation im BRCA1- oder BRCA2-Gen hatten, könnten Sie häufiger Brust- und Eierstockkrebs-Screenings erhalten, als allgemein empfohlen.
  3. Sie haben eine persönliche oder familiäre Vorgeschichte, die darauf hindeutet, dass Sie ein erbliches Krebsrisiko haben.

Kriterium Nummer 3 basiert wiederum auf Faktoren wie:

  • Krebsdiagnose in einem ungewöhnlich jungen Alter.
  • mehrere verschiedene Krebsarten, die unabhängig voneinander bei derselben Person auftreten.
  • mehrere nahe genetische Verwandte mit derselben Krebsart (z. B. eine Großmutter mütterlicherseits, eine Mutter und eine Schwester, die alle Brustkrebs haben).
  • Krebs, der in beiden Organen in einer Reihe von gepaarten Organen auftritt (wie z. B. beide Nieren oder beide Brüste).

Wenn Sie die Kriterien für einen Gentest erfüllen und Ihnen empfohlen wird, sich diesem zu unterziehen, wird eine genetische Beratung dringend empfohlen. Ein genetischer Berater kann Ihnen helfen zu verstehen, was die Ergebnisse bedeuten und wie Sie sie nutzen können, um Ihr Krebsrisiko zu verringern. Beispielsweise bedeutet ein positives Testergebnis, das das Vorliegen einer Mutation anzeigt, nicht unbedingt, dass Sie an Krebs erkranken. Dies kann davon abhängen, ob sich das Gen auf einem Autosom- oder Geschlechtschromosom befindet und ob die Mutation dominant oder rezessiv ist. Lebensstilfaktoren können auch bei erblichen Krebsarten eine Rolle beim Krebsrisiko spielen, und eine Früherkennung kann oft lebensrettend sein, wenn sich Krebs entwickelt. Eine genetische Beratung kann Ihnen auch dabei helfen, die Wahrscheinlichkeit einzuschätzen, dass Ihre Kinder die Mutation erben.


Mutationen treten spontan auf und können induziert werden

Mutationen entstehen spontan mit niedriger Frequenz aufgrund der chemischen Instabilität von Purin- und Pyrimidinbasen und aufgrund von Fehlern bei der DNA-Replikation. Auch die natürliche Exposition eines Organismus gegenüber bestimmten Umweltfaktoren wie ultraviolettem Licht und chemischen Karzinogenen (z. B. Aflatoxin B1) kann Mutationen verursachen.

Eine häufige Ursache für spontane Punktmutationen ist die Desaminierung von Cytosin zu Uracil in der DNA-Doppelhelix. Die anschließende Replikation führt zu einer mutierten Tochterzelle, in der ein  T୺-Basenpaar das Wildtyp-C·G-Basenpaar ersetzt. Eine weitere Ursache für spontane Mutationen sind Kopierfehler bei der DNA-Replikation. Obwohl die Replikation im Allgemeinen mit hoher Genauigkeit durchgeführt wird, treten gelegentlich Fehler auf. Abbildung 8-5 zeigt, wie eine Art von Kopierfehler eine Mutation erzeugen kann. Im gezeigten Beispiel enthält die mutierte DNA neun zusätzliche Basenpaare.

Abbildung 8-5

Ein Mechanismus, durch den Fehler in der DNA-Replikation spontane Mutationen erzeugen. Die Replikation von nur einem Strang wird gezeigt, der andere Strang wird normal repliziert, wie oben gezeigt. Ein Replikationsfehler kann in DNA-Regionen auftreten, die Tandemly enthalten (mehr.)

Um die Mutationshäufigkeit in Versuchsorganismen zu erhöhen, behandeln Forscher sie oft mit hohen Dosen chemischer Mutagene oder setzen sie ionisierender Strahlung aus. Mutationen, die als Reaktion auf solche Behandlungen auftreten, werden als . bezeichnet induziert Mutationen. Im Allgemeinen induzieren chemische Mutagene Punktmutationen, während ionisierende Strahlung zu großen Chromosomenanomalien führt.

Ethylmethansulfonat (EMS), ein häufig verwendetes Mutagen, alkyliert Guanin in der DNA und bildet Ö 6-Ethylguanin (Abbildung 8-6a). Während der anschließenden DNA-Replikation Ö 6-Ethylguanin steuert den Einbau von Desoxythymidylat, nicht von Desoxycytidylat, was zur Bildung mutierter Zellen führt, in denen ein G୼-Basenpaar durch ein A·T-Basenpaar ersetzt wird (Abbildung 8-6b). Die Ursachen von Mutationen und die Mechanismen, die Zellen zur Reparatur von DNA-Veränderungen haben, werden in Kapitel 12 weiter diskutiert.

Abbildung 8-6

Induktion von Punktmutationen durch Ethylmethansulfonat (EMS), ein häufig verwendetes Mutagen. (a) EMS alkyliert Guanin am Sauerstoff an Position 6 des Purinrings und bildet Ö 6 -Ethylguanin (Et-G), das Basenpaare mit Thymin bildet. (b) Zwei Runden der DNA-Replikation (mehr. )


Diagnose und Tests

Wie wird Faktor V Leiden (FVL) diagnostiziert?

Ihr Arzt kann FVL diagnostizieren, indem er spezielle Screening- und Bestätigungs-Bluttests anordnet, die spezifisch sind, um das Vorhandensein der Mutation nachzuweisen.

Trotz der Tatsache, dass FVL durch einfache Bluttests diagnostiziert werden kann, ist ein solcher Test nicht bei jeder Person mit einer persönlichen oder familiären Vorgeschichte von TVT oder LE erforderlich. Wenn Sie der Meinung sind, dass ein Test für Sie indiziert sein könnte, ist es sehr wichtig, dass Sie Ihre Bedenken vor dem Test mit Ihrem/Ihren Arzt(n) besprechen.


Finden Sie einen Spezialisten Finden Sie einen Spezialisten

Wenn Sie ärztlichen Rat benötigen, können Sie nach Ärzten oder anderen Angehörigen der Gesundheitsberufe suchen, die Erfahrung mit dieser Krankheit haben. Sie können diese Spezialisten durch Interessenvertretungen, klinische Studien oder Artikel in medizinischen Fachzeitschriften finden. Vielleicht möchten Sie auch eine Universität oder ein medizinisches Zentrum in Ihrer Nähe kontaktieren, da diese Zentren in der Regel komplexere Fälle behandeln und über die neuesten Technologien und Behandlungen verfügen.

Wenn Sie keinen Spezialisten in Ihrer Nähe finden, wenden Sie sich an nationale oder internationale Spezialisten. Sie können Sie möglicherweise durch Konferenzen oder Forschungsbemühungen an jemanden verweisen, den sie kennen. Einige Spezialisten sind möglicherweise bereit, Sie oder Ihre lokalen Ärzte telefonisch oder per E-Mail zu konsultieren, wenn Sie nicht zur Behandlung zu ihnen reisen können.

Weitere Tipps finden Sie in unserem Leitfaden So finden Sie einen Spezialisten für Krankheiten. Wir empfehlen Ihnen auch, den Rest dieser Seite zu durchsuchen, um Ressourcen zu finden, die Ihnen bei der Suche nach Spezialisten helfen können.

Ressourcen für das Gesundheitswesen

  • Um einen auf Genetik spezialisierten Arzt zu finden, können Sie Ihren Arzt um eine Überweisung bitten oder selbst nach einer suchen. Online-Verzeichnisse werden vom American College of Medical Genetics und der National Society of Genetic Counselors bereitgestellt. Wenn Sie zusätzliche Hilfe benötigen, wenden Sie sich an einen GARD-Informationsspezialisten. Sie können auch mehr über genetische Beratungen von MedlinePlus Genetics erfahren.

Wenn eine Person eine bestimmte Mutation in einem Gen hat, ist es dann wahrscheinlicher, dass sie andere Mutationen in diesem Gen hat? - Biologie

Beginnen wir mit einer Frage: Was ist eine Genmutation und wie entstehen Mutationen?

Eine Genmutation ist eine dauerhafte Veränderung der DNA-Sequenz, aus der ein Gen besteht, so dass sich die Sequenz von derjenigen unterscheidet, die bei den meisten Menschen gefunden wird. Mutationen können in der Größe variieren, von einem einzelnen DNA-Baustein (Basenpaar) bis hin zu einem großen Segment eines Chromosoms, das mehrere Gene enthält.

Genmutationen können auf zwei Arten klassifiziert werden:

  • Erbliche Mutationen werden von einem Elternteil geerbt und sind ein Leben lang in praktisch jeder Zelle des Körpers vorhanden. Diese Mutationen werden auch Keimbahnmutationen genannt, weil sie in den Ei- oder Samenzellen der Eltern vorhanden sind, die auch Keimzellen genannt werden. Wenn sich Eizelle und Samenzelle vereinen, erhält die befruchtete Eizelle DNA von beiden Elternteilen. Wenn diese DNA eine Mutation aufweist, hat das Kind, das aus der befruchteten Eizelle wächst, die Mutation in jeder seiner Zellen.
  • Erworbene (oder somatische) Mutationen treten irgendwann im Leben eines Menschen auf und sind nur in bestimmten Zellen vorhanden, nicht in jeder Zelle des Körpers. Diese Veränderungen können durch Umweltfaktoren wie ultraviolette Strahlung der Sonne verursacht werden oder können auftreten, wenn ein Fehler gemacht wird, während die DNA während der Zellteilung sich selbst kopiert. Erworbene Mutationen in Körperzellen (andere Zellen als Spermien und Eizellen) können nicht an die nächste Generation weitergegeben werden.

Genetische Veränderungen, die als de novo (neue) Mutationen beschrieben werden, können entweder erblich oder somatisch sein. In einigen Fällen tritt die Mutation in der Ei- oder Samenzelle einer Person auf, ist jedoch in keiner der anderen Zellen der Person vorhanden. In anderen Fällen tritt die Mutation in der befruchteten Eizelle kurz nach der Vereinigung von Ei- und Samenzellen auf. (Es ist oft unmöglich, genau zu sagen, wann eine de novo-Mutation aufgetreten ist.) Wenn sich die befruchtete Eizelle teilt, wird jede resultierende Zelle des wachsenden Embryos die Mutation aufweisen. De-novo-Mutationen können genetische Störungen erklären, bei denen ein betroffenes Kind eine Mutation in jeder Zelle des Körpers aufweist, die Eltern jedoch nicht und es gibt keine Familienanamnese der Störung.

Somatische Mutationen, die zu Beginn der Embryonalentwicklung in einer einzelnen Zelle auftreten, können zu einer Situation führen, die als Mosaik bezeichnet wird. Diese genetischen Veränderungen sind nicht in der Ei- oder Samenzelle eines Elternteils oder in der befruchteten Eizelle vorhanden, sondern treten etwas später auf, wenn der Embryo mehrere Zellen umfasst. Da sich alle Zellen während des Wachstums und der Entwicklung teilen, weisen Zellen, die aus der Zelle mit dem veränderten Gen hervorgehen, die Mutation auf, während andere Zellen dies nicht tun. Abhängig von der Mutation und davon, wie viele Zellen betroffen sind, kann Mosaik gesundheitliche Probleme verursachen oder nicht.

Die meisten krankheitsverursachenden Genmutationen sind in der Allgemeinbevölkerung selten. Andere genetische Veränderungen treten jedoch häufiger auf. Genetische Veränderungen, die bei mehr als 1 Prozent der Bevölkerung auftreten, werden als Polymorphismen bezeichnet. Sie sind häufig genug, um als normale Variation in der DNA angesehen zu werden. Polymorphismen sind für viele der normalen Unterschiede zwischen Menschen wie Augenfarbe, Haarfarbe und Blutgruppe verantwortlich. Obwohl viele Polymorphismen keine negativen Auswirkungen auf die Gesundheit einer Person haben, können einige dieser Variationen das Risiko für die Entwicklung bestimmter Erkrankungen beeinflussen.


Mutationen haben es dem Menschen ermöglicht, sich an seine Umwelt anzupassen. Laktosetoleranz ist beispielsweise eine spezifische externe Mutation, die in Gesellschaften von Vorteil war, die Kühe und Ziegen züchteten. Mutationen sind unter anderem für Antibiotikaresistenzen bei Bakterien, Sichelzellenresistenz gegen Malaria und Immunität gegen HIV verantwortlich. Eine seltene Genmutation, die zu ungewöhnlicher Körpergröße führt, hat sich für eine bestimmte ecuadorianische Gemeinschaft als vorteilhaft erwiesen. Jon Hamilton vom National Public Radio (NPR) schreibt, wie die ecuadorianische Gemeinschaft mit der seltenen Genmutation, die als Laron-Syndrom bekannt ist, vor Krebs und Diabetes geschützt ist.

2008 erklärte Professor Eiberg vom Institut für Zell- und Molekularbiologie: „Ursprünglich hatten wir alle braune Augen, aber eine genetische Mutation, die das OCA2-Gen in unseren Chromosomen beeinflusste, führte zur Bildung eines ‚Schalters‘, der buchstäblich ‚ausgeschaltet‘ wurde. die Fähigkeit, braune Augen zu produzieren.“ Er erklärt, dass Dinge wie „Haarfarbe, Kahlheit, Sommersprossen und Schönheitsflecken“ alle durch Mutationen verursacht werden.


Schau das Video: Mutations Updated (Dezember 2022).