Hauptunterschied – Autosomen vs. Geschlechtschromosomen

Während der Zellteilung schrumpft Chromatin im Zellkern zu fadenförmigen Strukturen, die als Chromosomen bezeichnet werden. In eukaryontischen Zellen können zwei Haupttypen von Chromosomen gefunden werden. Sie sind Autosomen und Geschlechtschromosomen. Der Mensch hat 22 homologe Autosomenpaare und ein Paar Geschlechtschromosomen. Die Hauptunterschied zwischen Autosomen und Geschlechtschromosomen ist das Autosomen sind an der Bestimmung der somatischen Merkmale eines Individuums beteiligt und Geschlechtschromosomen sind an der Bestimmung des Geschlechts und der geschlechtsbezogenen hormonellen Merkmale beteiligt.

Dieser Artikel erklärt,

1.Was sind Autosomen? – Definition, Funktion, autosomal genetische Störungen 2.Was sind Geschlechtschromosomen? – Definition, Funktion, Geschlechtsbedingte genetische Störungen 3.Was ist der Unterschied zwischen Autosomen und Geschlechtschromosomen?

Was sind Autosomen?

Nicht-Geschlechtschromosomen, die das Merkmal eines Organismus bestimmen, werden als Autosomen bezeichnet. Sie werden auch als somatische Chromosomen bezeichnet, da sie die somatischen Merkmale eines Individuums bestimmen. Ein Genom besteht hauptsächlich aus Autosomen. Zum Beispiel enthält der menschliche Körper 46 Chromosomen in seinem Genom und 44 Chromosomen davon sind Autosomen. Autosomen existieren als homologe Paare und im menschlichen Genom können 22 Autosomenpaare identifiziert werden.

Beide autosomalen Chromosomen enthalten die gleichen Gene, die in der gleichen Reihenfolge angeordnet sind. Aber ein autosomales Chromosomenpaar unterscheidet sich von anderen autosomalen Chromosomenpaaren innerhalb desselben Genoms. Diese Paare sind mit 1 bis 22 gekennzeichnet, entsprechend der in jedem Chromosom enthaltenen Basenpaargrößen.

Autosomen nehmen auch an der Geschlechtsbestimmung teil. Das SOX9-Gen ist ein autosomales Gen auf Chromosom 17. Es aktiviert die Funktion des TDF-Faktors, der vom Y-Chromosom kodiert wird. TDF-Faktor ist entscheidend für die männliche Geschlechtsbestimmung. Daher verursacht eine Mutation von SOX9 die Entwicklung des Y-Chromosoms, was zu einer Frau führt.

Autosomale genetische Störungen treten entweder aufgrund der Nicht-Disjunktion der Elternchromosomen (Aneuploidie) während der Gametogenese oder der Mendelschen Vererbung schädlicher Allele auf. Ein Beispiel für Aneuploidie ist das Dawn-Syndrom, das drei Kopien des Chromosoms 21 pro Zelle besitzt. Störungen mit mendelscher Vererbung können entweder dominant oder rezessiv sein (Beispiel: Sichelzellenanämie).

Abbildung 1: Menschlicher männlicher Karyotyp

Was sind Geschlechtschromosomen?

Geschlechtschromosomen werden als bezeichnet Allosomen. Sie bestimmen das Geschlecht einer Person. Die Geschlechtsbestimmung findet auch bei den meisten Tieren und vielen Pflanzen statt. Der Mensch hat nur 2 Geschlechtschromosomen in seinem Genom, die als X-Chromosom und Y-Chromosom bezeichnet werden. Eine weibliche Person wird durch XX und eine männliche Person durch XY bestimmt. Ein Weibchen enthält die gleichen zwei Kopien von geschlechtsbestimmenden Genen, die in der gleichen Reihenfolge in beiden X-Chromosomen (homomorph) angeordnet sind. Daher sind die Geschlechtschromosomen einer Frau zueinander homolog. Bei Männern enthalten die beiden Geschlechtschromosomen unterschiedliche Gene (heteromorph).

Während der Meiose bestehen weibliche Gameten aus einem einzigen X-Chromosom plus 22 autosomalen Chromosomen. Männliche Gameten bestehen entweder aus einem X- oder Y-Chromosom plus 22 autosomalen Chromosomen. Die Verbindung zweier Gameten, die beide X-Chromosomen enthalten, erzeugt eine weibliche Nachkommenschaft. Im Gegenteil, die Verbindung zweier Gameten, die entweder ein X- oder ein Y-Chromosom enthalten, erzeugt einen männlichen Nachwuchs. Die Befruchtung von zwei Gameten, die jeweils einen haploiden Chromosomensatz enthalten, macht das menschliche Genom diploid. Einige unbefruchtete Eier von Ameisen und Bienen entwickeln sich zu haploiden Männchen, während durch Befruchtung Weibchen entstehen.

Geschlechtsgebundene genetische Störungen wie Hämophilie und Duchenne-Muskeldystrophie treten aufgrund der defekten zweiten Kopie desselben Gens auf. Die Rot-Grün-Blindheit entsteht durch die Gendefektion auf dem X-Chromosom. Wenn ein Mann die defekte Kopie des Gens erbt, das für die Rot-/Grünblindheit verantwortlich ist, kann dies die Blindheit verursachen, da er ein einziges X-Chromosom enthält. Entwicklungsstörungen bei Säuglingen werden durch ungewöhnliche Kombinationen von Geschlechtschromosomen (Bsp: XXX, XXY) verursacht.

Abbildung 2: X-chromosomal-rezessive Vererbung

Unterschied zwischen Autosomen und Geschlechtschromosomen

Definition

Autosomen: Autosomen bestimmen das Merkmal. Männchen und Weibchen enthalten die gleiche Kopie von Autosomen.

Geschlechtschromosomen: Geschlechtschromosomen bestimmen das Geschlecht. Sie unterscheiden sich bei Männchen und Weibchen durch Größe, Form und Verhalten.

Beschriftung

Autosomen: Autosomen sind mit Zahlen von 1 bis 22 gekennzeichnet.

Geschlechtschromosomen: Geschlechtschromosomen sind mit Buchstaben als XY, ZW, XO und ZO gekennzeichnet.

Verfügbarkeit

Autosomen: Die meisten Chromosomen innerhalb eines Genoms sind Autosomen.

Geschlechtschromosomen: Einige der Chromosomen innerhalb eines Genoms sind Geschlechtschromosomen.

Homogenität

Autosomen: Die 22 Autosomenpaare sind beim Menschen homolog.

Geschlechtschromosomen: Weibliche Geschlechtschromosomen (XX) sind homolog (homomorph), während männliche Geschlechtschromosomen (XY) nicht homolog (heteromorph) sind.

Position des Zentromers

Autosomen: Da Autosomen homomorph sind, ist die Position des Zentromers identisch.

Geschlechtschromosomen: Da die männlichen Geschlechtschromosomen heteromorph sind, ist die Position des Zentromers nicht identisch. Die Position des Zentromers in den weiblichen Geschlechtschromosomen ist identisch.

Anzahl der Gene

Autosomen: Autosomen enthalten eine Anzahl von Genen von 200 bis 2000. Chromosom 1, das größte, trägt beim Menschen etwa 2800 Gene.

Geschlechtschromosomen: Das X-Chromosom enthält mehr als 300 Gene, während das Y-Chromosom nur wenige Gene enthält, da es klein ist.

Genetische Störungen

Autosomen: Autosomale Störungen zeigen eine Mendelsche Vererbung.

Geschlechtschromosomen: Geschlechtsgebundene Störungen zeigen eine nicht-Mendelsche Vererbung.

Abschluss

Heteromorphe Geschlechtschromosomen vererben ungleiche Zeiten durch Nachkommen. Daher haben sie keinen großen Einfluss auf evolutionäre Prozesse wie Mutation, Selektion und genetische Drift. Aber homomorphe Chromosomen durchlaufen evolutionäre Prozesse durch homologe Rekombination und Mutation. Daher werden Geschlechtschromosomen in der Haldane-Regel als unverhältnismäßig angesehen.

Referenz:

Griffiths, A.J.F., Miller, J.H., Suzuki, D.T., et al. Eine Einführung in die genetische Analyse. 7. Auflage. New York: W. H. Freeman; 2000.

Johnson, N. A. und Lachance, J., Die Genetik der Geschlechtschromosomen: Evolution und Implikationen für Hybrid-Inkompatibilität. Ann N Y Acad Sci. 2012 Mai; 1256: E1–22. doi:10.1111/j.1749-6632.2012.06748.x.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

„X-chromosomal rezessiv“ Von XlinkRecessive.jpg: National Institutes of Health, abgeleitete Arbeit: Drsrisenthil – XlinkRecessive.jpg (Public Domain) über Commons Wikimedia

„Menschlicher männlicher Karyotyp“ vom National Human Genome Research Institute – Von w:en:Bild:Menschlicher männlicher karyotpe.gif, Hochgeladen von Benutzer:Duncharris. (Public Domain) über Commons Wikimedia