Kleinwüchsigkeit durch SHOX-Defizienz
Mehrere Faktoren bestimmen, wie groß ein Mensch einmal werden wird. Einen wesentlichen Anteil daran haben die Gene: Große Eltern haben in der Regel auch große Kinder. Die humangenetische Grundlagenforschung hat sich in den letzten Jahren dieses spannenden Themas angenommen und Erbanlagen entdeckt, die bei kleinwüchsigen Menschen verändert sind oder fehlen. Die veränderten Gene befinden sich auf den Geschlechtschromosomen.
Die Geschlechtschromosomen X und Y unterscheiden sich deutlich von allen anderen Paaren an homologen Chromosomen, da sie nicht identisch sind, sondern sich stark voneinander unterscheiden. Es existiert aber auf beiden Geschlechtschromosomen eine homologe Region, auf denen die gleichen Gene liegen. Man bezeichnet diese Region als pseudoautosomalen Bereich (PAR1). Diese Gene sind für den normalen Körperwuchs verantwortlich und verursachen in ihrer mutierten Form sowohl bei Männern, als auch bei Frauen Kleinwuchs. Sie werden als SHOX-Gene bezeichnet (Short Stature Homebox-Containig Gene).
Die SHOX-Gene liegen auf beiden Geschlechtschromosomen an den Chromosomenenden. Als Produkte der SHOX-Gene können mehrere Proteine gebildet werden. Unter anderem ist bislang ein SHOX-Protein mit 292 Aminosäuren entdeckt worden, das bei der Kontrolle der Transkription eine wichtige Rolle spielt, vor allem von Genen, die das Längenwachstum beeinflussen.
Bei Frauen mit normalem Chromosomensatz (XX) ist in allen Körperzellen nur eins der beiden X-Chromosomen aktiviert, das andere ist inaktiviert. Dadurch ist bei Frauen und Männern die Aktivität der x-chromosomalen Gene gleich. Ausgenommen von der X-Inaktivierung bei Frauen sind die PAR1-Gene der X-Chromosomen. Dadurch werden auch die Genprodukte dieser Gene bei Männern und Frauen in gleicher Menge gebildet.
Das Turner-Syndrom und Kleinwüchsigkeit:
Eine weitere Krankheit, die mit Kleinwüchsigkeit verbunden ist, ist das Turner-Syndrom, das nur bei Frauen vorkommt. Patientinnen mit dem Turner-Syndrom haben nur ein funktionsfähiges X-Chromosom (Monosomie X0).
Die Folgende Abbildung zeigt einen Genausschnitte aus dem gesunden SHOX-Gens und dem bei Kleinwuchs mutierten.
Übungen:
Ermittle zu den Genausschnitten in Abb. 4 die Aminosäuresequenzen mit Hilfe der Code-Sonne (Link).
Benenne den Mutationstyp und stelle kurz die mögliche Auswirkung der von dir ermittelten Mutation auf den Aufbau und die Funktion des Proteins dar.
Vergleiche die Ursachen der Kleinwüchsigkeit durch SHOX-Mutationen mit denen des Turner-Syndroms.