Chromosomale Veränderungen Januar 2008 Dieser Text wurde mit Unterstützung von EuroGentest angefertigt, ein vom EU-FP6 gefördertes Network of Excellence, Kontrakt Nr: E 512148 Übersetzung: Prof. Dr. R. Peter Nippert Illustrationen: Rebecca J Kent www.rebeccajkent.com rebecca@rebeccajkent.com Informationen für Patienten und ihre Familien
2 Chromosomale Veränderungen Nachfolgend wird dargestellt, was Chromosomale Veränderungen sind, wie Sie vererbt werden, und wann sie Probleme verursachen können. Diese Informationen sind dafür entwickelt worden, damit Sie sie in der Beratung mit Ihrer/ Ihrem Fachärztin/ Facharzt für Humangenetik verwenden können. Um zu verstehen, was Chromosomale Veränderungen sind, ist es hilfreich, zunächst etwas über Gene und Chromosomen zu erfahren. Was sind Gene und Chromosomen? Unser Körper besteht aus Millionen von Zellen. Die meisten Zellen enthalten den vollständigen Satz unserer Gene, das gesamte menschliche Genom. Wir haben Tausende von Genen. Gene geben die Anweisungen, die unser Wachstum und unsere Körperfunktionen regulieren. Sie sind für viele unserer Eigenschaften, wie z.b. die Augenfarbe, Blutgruppe oder die Größe verantwortlich. Die Gene befinden sich als festverdrillte Strukturen, die als Chromosomen bezeichnet werden, im Innern des Zellkerns. In der Regel haben wir in den meisten Zellen 46 Chromosomen. Wir erben die Chromosomen von unseren Eltern, jeweils 23 von unserer Mutter und unserem Vater, sodass wir zwei Sätze von je 23 Chromosomen oder 23 Chromosomenpaare haben. Weil die Chromosomen aus Genen bestehen, erhalten wir zwei Kopien von den meisten Genen, je eine Kopie von jedem Elternteil. Das ist der Grund weshalb wir oft ähnliche Eigenschaften wie unsere Eltern haben. Die Chromosomen und Gene bestehen aus einer chemischen Substanz, der DNA (DNA ist die englische Bezeichnung für Desoxyribonukleinsäure). (s. Abb.: 1)
Orphanet Frei zugängliche Webseite; dort finden Sie Informationen zu seltenen Erkrankungen, klinischen Studien, Medikamenten und links zu Patientengruppen in ganz Europa. Web: www.orphanet.de EuroGentest Frei zugängliche Webseite, die Informationen über genetische Testverfahren enthält und links zu Patientengruppen in ganz Europa bereitstellt. Web: www.eurogentest.org LEONA e.v. Rügener Zeile 64 26388 Wilhelmshaven Deutschland Tel +49 (0) 4421 74 86 69 info@leona-ev.de Web: www.leona-ev.de Abb.:1 Gene, Chromosomen und DNA 3 oder bei einem Humangenetischen Universitätsinstitut bzw. bei der dortigen Genetischen Beratungsstelle: h t t p : / / w w w. g f h e v. d e / d e / h o c h s c h u l i n f o r m a t i o n e n / humangenetische_einrichtungen.php www.gfhev.de/de/beratungsstellen/beratungsstellen.php Die Chromosomen mit den Ziffern 1 bis 22 sehen bei Männern und Frauen gleich aus (s. Abb.: 2). Sie werden Autosomen genannt. Das Chromosomenpaar Nr. 23 ist bei Männern und Frauen unterschiedlich. Diese Chromosomen heißen "Geschlechtschromosomen". Es gibt zwei Arten von Geschlechtschromosomen, die eine wird als X-Chromosom, die andere als Y-Chromosom bezeichnet. Frauen haben im Allgemeinen zwei X Chromosomen (XX). Eine Frau erhält das eine X-Chromosom normalerweise von ihrer Mutter und das andere X-Chromosom von ihrem Vater. Männer haben normalerweise ein X- und ein Y-Chromosom (XY). Ein Mann bekommt das X-Chromosom von seiner Mutter und das Y- Chromosom von seinem Vater. Abb.: 2 zeigt den C h romosomensatz e i nes Ma nnes, das letzte Chromosomenpaar, Nr. 23, hat ein X- und ein Y-Chromosom.
4 Abb.: 2 23 Chromosomenpaare nach der Größe geordnet; Woher bekommt man mehr Informationen über chromosomale Strukturveränderungen? Das Chromosomenpaar (1) ist das Größte. Die letzten beiden Chromosomen XY (23) sind die Geschlechtschromosomen. Chromosomale Veränderungen Es ist wichtig, dass wir eine unveränderte (balancierte) Struktur der Chromosomen haben, denn die Gene, die den Zellen unseres Körpers die Anweisungen geben, liegen auf den Chromosomen. Jede Veränderung in der Zahl, Größe oder Struktur der Chromosomen kann sich in einer Veränderung von Umfang und Anordnung der genetischen Information ausprägen und zu Lernbehinderungen, Entwicklungsverzögerungen und gesundheitlichen Problemen bei einem Kind führen. Chromosomale Veränderungen können von einem Elternteil geerbt werden. Häufiger entstehen chromosomale Veränderungen jedoch dann, wenn die Ei- oder Samenzellen entstehen oder zum Zeitpunkt der Befruchtung. Wir sind nicht in Das Kindernetzwerk Web: www. kindernetzwerk.de Service-Telefon: (0 60 21) 1 20 30 Allianz Chronischer Seltener Erkrankungen Web: www.achse-online.de E-Mail: info@achse-online.de Service-Telefon: 0180-5-ACHSE-5 oder 0180-5-22473-5 Leona e.v www.leona-ev.de Unique - The Rare Chromosome Disorder Support Group, UK Service-Telefon: + 44 (0) 1883 330766 Web:www.rarechromo.org Email:info@rarechromo.org Deutsche Gesellschaft für Humangenetik e.v.: Web: www.gfhev.de
12 Woran Sie sich stets erinnern sollten! der Lage, diese Vorgänge zu kontrollieren. 5 Eine chromosomale Strukturveränderung wird entweder von einem Elternteil vererbt, oder sie entsteht spontan zum Zeitpunkt der Befruchtung. Eine chromosomale Strukturveränderung kann nicht ungeschehen gemacht werden, sie bleibt lebenslang erhalten. Eine chromosomale Strukturveränderung kann man sich nicht durch Ansteckung zuziehen, daher kann der Träger einer solchen Veränderung beispielsweise Blut spenden. Es kommt oft vor, daß Menschen wegen einer chromosomalen Strukturveränderung, die in der Familie aufgetreten ist, Schuldgefühle entwickeln. Machen Sie sich stets klar: Dieses Ereignis ist nicht auf Grund eines Fehlverhaltens aufgetreten; es hat niemand verschuldet! Die große Mehrzahl der Träger von b a l a n c i e r t e n c h r o m o s o m a l e n Strukturveränderungen kann gesunde Kinder bekommen. Es gibt zwei Hauptarten chromosomaler Veränderungen: Zahlenmäßige Chromosomenänderungen - Darunter versteht man, wenn mehr bzw. weniger Kopien eines bestimmten Chromosoms als üblicherweise vorliegen. Strukturelle Veränderungen der Chromosomen - Darunter versteht man, wenn das Material eines bestimmten Chromosoms unterbrochen oder neu zusammengesetzt worden ist. Dabei kann es zur Hinzufügung oder zum Verlust von genetischem Material kommen. In diesem Informationsblatt werden chromosomale Deletionen, chromosomale Duplikationen, chromosomale Insertionen und Inversionen sowie Ringchromosomen beschrieben. Informationen über Chromosomale Translokationen finden Sie im Informationsblatt: Chromosomale Translokation. Zahlenmäßige Chromosomenänderungen Jede Zelle des menschlichen Körpers enthält üblicherweise 46 Chromosomen. Manchmal wird jedoch ein Kind geboren, das entweder zu viele oder zu wenige Chromosomen hat. Das bedeutet, dass das Kind entweder zu viel oder zu wenig Gene oder genetische Anweisungen besitzt. Eines der bekanntesten Beispiele einer zahlenmäßigen Chromosomenänderung, deren Ursache ein überzähliges Chromosom ist, ist das Down Syndrom. Menschen mit dieser Chromosomenänderung haben 47 Chromosomen in ihren Zellen anstelle von 46. Bei ihnen liegen 3 Kopien des Chromosoms 21 an Stelle der üblichen 2 vor.
6 Abb.:3 Der Chromosomensatz eines Mädchens mit Down Syndrom (das letzte Chromosomenpaar (23) hat zwei X Chromosomen). Das Chromosom 21 liegt in 3 Kopien anstatt der üblichen 2 vor. 11 Strukturelle Veränderungen der Chromosomen Strukturelle Chromosomenveränderungen liegen dann vor, wenn das Material eines Chromosoms zerbrochen und neu zusammengefügt worden ist. Dabei kann es zu Hinzugewinn oder Verlust von Chromosomenmaterial kommen. Das kann auf unterschiedliche Weisen geschehen, die nachfolgend dargestellt werden. Strukturelle Chromosomenveränderungen können minimal und für die Wissenschaftler im Labor manchmal schwierig zu entdecken sein. Selbst wenn die strukturelle Veränderung gefunden wird, ist es oft schwierig vorherzusagen, welche Auswirkung diese Veränderung bei einem Kind hervorruft. Das kann für die Eltern frustrierend sein, die natürlich soviel Informationen wie möglich über die zukünftige Entwicklung ihres Kindes erhalten möchten. Mitglieder Ihrer Familie darüber informieren. Damit geben Sie diesen die Möglichkeit, zu entscheiden, ob auch sie eine Blutuntersuchung machen lassen wollen, um zu sehen, ob sie auch diese Veränderung tragen. Das könnte insbesondere für die Angehörigen wichtig sein, die bereits Kinder haben oder zukünftig Kinder haben möchten. Wenn sie die Veränderung nicht tragen, können sie sie ihren Kindern auch nicht weitergeben. Falls sie die Veränderung tragen, kann man ihnen anbieten, eine Untersuchung auch während der Schwangerschaft zu machen, um die Chromosomen des Kindes zu untersuchen. Manchen Menschen fällt es schwer, die anderen Familienmitglieder über die chromosomale Strukturveränderung zu informieren, weil sie befürchten, Ängste in der Familie zu wecken. In anderen Familien ist der Kontakt zu den Verwandten abgebrochen, und es erscheint daher schwierig, die Angehörigen daraufhin anzusprechen. Humangenetiker haben meist große Erfahrung mit Familien in solchen Situationen und können Ihnen dabei helfen, den Sachverhalt mit Ihren Familienangehörigen zu besprechen.
10 Träger wegen ihres besonderen Falls von einem Humangenetiker beraten lassen. Es kommt relativ häufig vor, dass ein Kind mit einer chromosomalen Strukturveränderung geboren wird, obwohl die Chromosomensätze beider Eltern normal sind. Man nennt dies eine neu entstandene (de novo) Strukturveränderung. In solchen Fällen ist die Wahrscheinlichkeit allerdings sehr gering, dass die Eltern ein weiteres Kind mit der gleichen chromosomalen Veränderung bekommen werden. Untersuchungen auf neuentstandene chromosomale Strukturveränderungen Um herauszufinden, ob jemand eine chromosomale Strukturveränderung t r ä g t, s t e h e n g e n e t i s c h e U n t e r s u c h u n g s v e r f a h r e n z u r Verfügung. Es wird eine einfache Blutuntersuchung vorgenommen, bei der im Labor aus dem Blut gewonnene Zellen auf die Anordnung der Chromosomen hin untersucht werden. Man nennt das Verfahren: einen Karyotyp (Chromosomensatz) erstellen. Man kann auch während d e r S c h w a n g e r s c h a f t d i e Chromosomenstruktur des Kindes untersuchen lassen. Dieses Verfahren wird Pränatale Diagnose genannt. Sie sollten sich darüber von einem Humangenetiker beraten lassen. (Weitere Informationen über diese Untersuchungen finden Sie in den Informationsblättern zur Chorionzottenbiopsie (CVS) und Amniozentese) Wie sollten Sie sich hinsichtlich der anderen Familienmitglieder und Verwandten verhalten? Wenn eine chromosomale Strukturveränderung bei einem Familienmitglied gefunden wird, sollten Sie die anderen Translokationen Informationen zu Translokationen finden Sie im Informationsblatt Translokationen. Deletionen Mit Deletion wird der Sachverhalt bezeichnet, bei dem ein Teil eines Chromosoms verloren gegangen (deletiert) ist. Eine Deletion kann bei jedem Chromosom und an jeder Stelle eines Chromosoms auftreten. Die Deletion kann unterschiedlichen Umfang haben. Wenn das genetische Material, das verloren ging, wichtige Anweis ungen f ür die Körperentwicklung enthielt, kann die entsprechende Person Lernbehinderungen, E n t w i c k l u n g s v e r z ö g e r u n g e n u n d gesundheitliche Probleme davontragen. Die Schwere dieser Störungen/ Erkrankungen hängt davon ab, wie viel Chromosomenmaterial verloren ging, und an welcher Stelle die Deletion erfolgte. Duplikationen D e r A u s d r u c k c h r o m o s o m a l e Duplikation bezeichnet den Sachverhalt, dass das Chromosom zum Teil verdoppelt wurde, so dass zu viel genetisches Material vorhanden ist. D i e s e s z u s ä t z l i c h e Chromosomenmaterial kann zur Konsequenz haben, dass zu viele Anweisungen für den Körper vorliegen, die nicht verarbeitet werden können. D i e s w i e d e r u m k a n n z u 7
8 Lernbehinderungen, Entwicklungsverzögerung und gesundheitlichen Problemen beim Kind führen. Insertion Chromosomale Insertion bedeutet, dass Material eines Chromosoms an ungewöhnlicher Stelle desselben Chromosoms oder in ein anderes Chromosom eingefügt wurde. Solange kein Zugewinn oder Verlust von chromosomalem M a teria l e rf olgt, s i nd die Betroffenen meist gesund. Wenn jedoch Chromosomenmaterial fehlt oder zusätzliches vorhanden ist, dann können bei den Betroffenen L e r n b e h i n d e r u n g e n, E ntwicklungsstörungen u nd gesundheitliche Probleme die Folge sein. Inversionen Unter einer chromosomalen Inversion wird der Umbau innerhalb eines Chromosom v e r s t a n d e n, d e r d u r c h z w e i Bruchereignisse und Inversion (Drehung um 180 ) des dazwischen liegenden Chromosomenabschnitts entsteht. Für die Person, die die Inversion trägt, hat dies normalerweise keine gesundheitlichen Konsequenzen. Wenn ein Elternteil eine ungewöhnliche chromosomale Strukturveränderung hat, wird sie dann immer an die Kinder weitergegeben? Nicht notwendigerweise, für jede Schwangerschaft gibt es verschiedene Möglichkeiten: 9 Ringchromosomen Mit Ringchromosomen werden die Chromosomen bezeichnet, deren E n d e n z u e i n e r R i n g f o r m zusammengefügt sind. Meist geschieht das, wenn die beiden Enden des Chromosoms verloren gegangen sind. Die verbleibenden Endstücke des Chromosoms sind klebrig (sticky) und verbinden sich zu einer Ringform. Die Auswirkung, die dies bei einem Menschen hat, ist davon abhängig, wie viel Chromosomenmaterial, also Information, verloren ging, bevor das Chromosom die Ring -Struktur bildete. Das Kind kann eine vollständig unauffällige chromosomale Anordnung erben; Das Kind kann die gleiche chromosomale Veränderung, wie die des eines Elternteils erben; Das Kind kann m it Lernbehinderungen, Entwicklungsstörungen und Gesundheitsstörungen geboren werden. Die Schwangerschaft kann in einer Fehlgeburt enden. Es ist also für jemanden mit einer chromosomalen Strukturveränderung prinzipiell möglich, gesunde Kinder zu bekommen, was bei vielen Menschen auch tatsächlich der Fall ist. Da jede Strukturveränderung einzigartig ist, sollten sich