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Non-Disjunction

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Nondisjunction

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Obwohl die menschliche Meiose reguliert ist, Es treten Fehler wie Nicht-Disjunktion auf, die zu aneuploiden Zellen führen mit fehlenden oder zusätzlichen Chromosomen. Während der Meiose I ereignen sich viele Fälle von Nicht-Disjunktion. Obwohl die Mechanismen unklar bleiben, Dies kann durch Mutationen verursacht werden Beeinflussen, wie homologe Chromosomen anfänglich verbunden werden. Zum Beispiel solche, die den synaptonemalen Komplex stören. Defekte im Spindelapparat kann auch ein beitragender Faktor sein. Während der Anaphase I trennen sich homologe Mengen normalerweise oder aussteigen. Und werden zu entgegengesetzten Polen gezogen. In seltenen Fällen kann sich ein Chromosomenpaar jedoch nicht lösen. und beide werden zu einem Ende gezogen. Wenn die Meiose endet, ist diese Art der Nicht-Disjunktion kann zwei Zellen ergeben, die ein zusätzliches Chromosom besitzen, und zwei, denen diese Struktur fehlt. Ebenso während der Meiose II, Schwesterchromatiden können während der Anaphase II fixiert bleiben. Dies kann auch auf Spindelprobleme zurückzuführen sein. oder von Kohäsionsmängeln. Wie das Centromer Chromatiden bindet. Wenn die Teilung beendet ist, treten solche Fehler in Meiose II auf kann zwei normale haploide Zellen produzieren. Jedoch eine Zelle mit einem zusätzlichen, und eines mit einem verlorenen Chromosom werden ebenfalls erzeugt. Wenn der ehemalige abnor–

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Non-Disjunction

Während der Meiose trennen sich Chromosomen gelegentlich nicht richtig. Die Ursache dafür ist eine Fehlfunktion in der homologen Chromosomentrennung während der Meiose I oder der Trennung der Schwesterchromatiden während der Meiose II. In einigen Arten, vor allem in Pflanzen, kann die Non-Disjunction zu einem Organismus mit einem zusätzlichen Chromosomensatz führen, was man Polyploidie nennt. Beim Menschen kann die Non-Disjunction während der männlichen oder weiblichen Gametogenese auftreten und dazu führen, dass die entstehenden Gameten ein Chromosom zu viel oder eins Chromosom zu wenig haben.

Wenn eine abnormale Gamete sich mit einer normalen Gamete vereint, hat die resultierende Zygote eine abnormale Anzahl der Chromosomen und wird als aneuploid bezeichnet. Ein Individuum mit einem Chromosom zu wenig leidet an einer Monosomie (45; 2n-1). Eine Trisomie liegt vor, wenn ein Chromosoms zu viel vorhanden ist, wobei es dann insgesamt 47 (2n+1) Chromosomen gibt. Das Down-Syndrom ist eine gut erforschte Trisomie, bei der Individuen drei Kopien des Chromosoms 21 besitzen. Aneuploide Zygoten machen etwa 70% der Fehlgeburten während der Schwangerschaft aus.

Die Non-Disjunction kommt bei Geschlechtschromosomen häufiger vor als bei Autosomen. Individuen können eine Vielzahl an Kombinationen der Geschlechtschromosomen haben. Sie können beispielsweise eines oder mehrere zusätzliche Geschlechtschromosomen (z.B. XXY, XXX, XYY) oder nur eines einzigen Geschlechtschromosoms (mit der Bezeichnung X0) besitzen. Diese Individuen tendieren zu einer normalen Lebensdauer, welche jedoch manchmal mit erheblichen physiologischen und reproduktiven Konsequenzen verbunden ist. Die Non-Disjunction scheint häufiger aufzutreten, wenn homologe Chromosomen nicht rekombinieren. Interessanterweise werden X- und Y-Chromosomen normalerweise weniger oft rekombiniert als Autosomen, was eventuell die geringere Häufigkeit der Rekombination von Geschlechtschromosomen erklärt. Mutationen in Proteinen des synaptonemaler Komplexes, welche die homologen Chromosomen verbinden, verringern das Crossover aber erhöhen gleichzeitig die Non-Disjunction. Das legt nahe, dass eine richtige Chromosomenrekombination ein wichtiger Schritt der normalen Meiose ist.

Während der Oogenese kommt es häufiger zu einer Non-Disjunction als während der Spermatogenese. Die postzygotische Non-Disjunction, ein Versagen der mitotischen Trennung der Schwesterchromatiden in der frühen Zygote, verursacht ähnliche Folgen wie die meiotische Non-Disjunction und verursacht etwa 2% der Down-Syndroms Fälle. Die mitotische Non-Disjunction ist auch ein Kennzeichen vieler menschlicher Krebserkrankungen.

Suggested Reading

Jones, Keith T., and Simon I. R. Lane. “Molecular Causes of Aneuploidy in Mammalian Eggs.” Development 140, no. 18 (September 15, 2013): 3719–30. [Source]

Hawley, R. Scott. “Human Meiosis: Model Organisms Address the Maternal Age Effect.” Current Biology 13, no. 8 (April 15, 2003): R305–7. [Source]

Wenzel, Elizabeth S., and Amareshwar T. K. Singh. “Cell-Cycle Checkpoints and Aneuploidy on the Path to Cancer.” In Vivo 32, no. 1 (January 1, 2018): 1–5. [Source]