Monat: Oktober 2020

Chromosome

Chromosome tragen das Erbgut von Lebewesen und sind Bestandteil normaler Körperzellen – im Gegensatz zu mutierten Körperzellen. Eine menschliche Körperzelle verfügt über 46 Chromosomen. Jeweils zwei Chromosomen treten als Chromosomenpaar auf und sind homolog zueinander. Homologe Gene stammen vom gleichen Vorläufer und tragen gleiche Gene. Man spricht dabei von einem zweifachen oder diploiden Chromosomensatz. Von jedem Chromosomtyp sind damit zwei Exemplare vorhanden. Zu den beiden Geschlechtschromosomen oder Gonosomen kommen 22 weitere Chromosomenpaare vom Typ 1 bis Typ 22 hinzu. Letztere werden auch als Autosomen im Gegensatz zu den Gomosomen bezeichnet.

Geschlechtschromosom

Bei Säugetieren – und damit auch dem Menschen – handelt es sich bei den weiblichen Geschlechtschromosomen um zwei X-Chromosomen während sich das männliche Geschlechtschromosomenpaar aus einem X-Chromosom und einem Y-Chromosom zusammensetzt, z.B.:

Geschlechtschromosomenpaar Mann (m): (mgx ; mgy)
Geschlechtschromosomenpaar Frau (w): (wgx0 ; wgx1)

Bei der geschlechtlichen Vermehrung bilden nun jeweils ein Chromosom eines Chromosomenpaars beider Elternteile ein neues Chromosomenpaar. Dabei werden nur Chromosomen vom selben Typ miteinander kombiniert. Daraus ergeben sich in Summe wiederum 46 Chromosomen, davon ein Paar Geschlechtschromosomen und 22 Paare von Chromosomen des Typs 1 bis 22. Für jeden Chromosomentyp können vier Varianten neuer Chromosomenpaare gebildet werden.

Für die oben bezeichneten Geschlechtschromosomenpaaren ergeben sich bei der geschlechtlichen Vermehrung folgende (4) Varianten von Kombinationen:

Variante 1: (mgx ; wgx0) = (vg1)
Variante 2: (mgx ; wgx1) = (vg2)
Variante 3: (mgy ; wgx0) = (vg3)
Variante 4: (mgy ; wgx1) = (vg4)

Bei den Varianten 1 und 2 handelt es sich demnach um weiblichen Zuwachs (zwei X-Chromosomen) und bei den Varianten 3 und 4 um männlichen Zuwachs (ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom).

Fügt man nun ein weiteres Chromosomenpaar hinzu, z.B. vom Typ 1:

Chromosomenpaar Typ 1 Mann (m): (m010 ; m011)
Chromosomenpaar Typ 1 Frau (w): (w010 ; w011)

so ergeben sich wiederum (4) Varianten von Kombinationen:

Variante 1: (m010 ; w010) = (v011)
Variante 2: (m010 ; w011) = (v012)
Variante 3: (m011 ; w010) = (v013)
Variante 4: (m011 ; w011) = (v014)

4^x Kombinationsmöglichkeiten

Bei der Kombination von zwei Chromosomentypen mit den jeweils vier Varianten erhält man folglich bereits 16 (= 4²) mögliche Kombination von neuen Chromosomenpaaren:

Kombination 1: (vg1) + (v011)
Kombination 2: (vg2) + (v011)
Kombination 3: (vg3) + (v011)
Kombination 4: (vg4) + (v011)
Kombination 5: (vg1) + (v012)
Kombination 6: (vg2) + (v012)
Kombination 7: (vg3) + (v012)
Kombination 8: (vg4) + (v012)
Kombination 9: (vg1) + (v013)
Kombination 10: (vg2) + (v013)
Kombination 11: (vg3) + (v013)
Kombination 12: (vg4) + (v013)
Kombination 13: (vg1) + (v014)
Kombination 14: (vg2) + (v014)
Kombination 15: (vg3) + (v014)
Kombination 16: (vg4) + (v014)

Bei  Kombination von drei Chromosomentypen mit ebenfalls je vier Varianten kommt man  bereits auf 64 (= 4³) mögliche Kombination. In Summe ergibt sich damit die Anzahl aller Kombinationen zu:

4²³ Kombinationsmöglichkeiten (= 70.368,74 Mrd)

Demzufolge wäre rein statistisch gesehen nach der 70.368,74 Milliardsten geschlechtlichen Vermehrung von dem selben Elternpaar die Zeugung eines identisch selben Nachwuchses möglich.

In der nachfolgende Tabelle sind weitere Chromosomentypen mit weiteren Kombinationsmöglichkeiten ergänzt. Diese Tabelle steht auch als Spreadsheet „Kombinationsmöglichkeiten menschlicher Chromosomen“ zur Verfügung:

Chromosomentyp beider Elternteile			Gender g	Typ 1	Typ 2		Typ 10	Typ 11	Typ 12		Typ 21	Typ 22
Chromosomenpaar Mann (m)			mgx;mgy	m010;m011	m020;m021		m100;m101	m110;m111	m120;m121		m210;m211	m220;m221
Chromosomenpaar Frau (w)			wgx0;wgx1	w010;w011	w020;w021		w100;w101	w110;w111	w120;w121		w210;w211	w220;w221
Für jeden Chromosomentyp beider Elternteile ergeben sich bei der geschlechtlichen Vermehrung (4) Varianten neuer Chromosomenpaare
Typ	n	w/m	Gender g	Typ 1	Typ 2		Typ 10	Typ 11	Typ 12		Typ 21	Typ 22
Neues Chromosomenpaar Variante 1 je Chromosomentyp beider Elternteile	1	w	mgx;wgx0 vg1	m010;w010 v011	m020;w020 v021		m100;w100 v101	m110;w110 v111	m120;w120 v121		m210;w210 v211	m220;w220 v221
Neues Chromosomenpaar Variante 2 je Chromosomentyp beider Elternteile	2	w	mgx;wgx1 vg2	m010;w011 v012	m020;w021 v022		m100;w101 v102	m110;w111 v112	m120;w121 v122		m210;w211 v212	m220;w221 v222
Neues Chromosomenpaar Variante 3 je Chromosomentyp beider Elternteile	3	m	mgy;wgx0 vg3	m011;w010 v013	m021;w020 v023		m101;w100 v103	m111;w110 v113	m121;w120 v123		m211;w210 v213	m221;w220 v223
Neues Chromosomenpaar Variante 4 je Chromosomentyp beider Elternteile	4	m	mgy;wgx1 vg4	m011;w011 v014	m021;w021 v024		m101;w101 v104	m111;w111 v114	m121;w121 v124		m211;w211 v214	m221;w221 v224
Alle möglichen Kombinationen neuer Chromosomenpaare ergeben sich bei der geschlechtlicher Vermehrung aus den jeweils (4) Varianten aller 23 Chromosomentypen beider Elternteile (g und 1-22)			41	42	43		411	412	413		422	423
Kombination	1	w	vg1	v011	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	2	w	vg2	v011	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	3	m	vg3	v011	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	4	m	vg4	v011	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	5	w	vg1	v012	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	6	w	vg2	v012	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	7	m	vg3	v012	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	8	m	vg4	v012	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	9	w	vg1	v013	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	10	w	vg2	v013	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	11	m	vg3	v013	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	12	m	vg4	v013	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	13	w	vg1	v014	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	14	w	vg2	v014	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	15	m	vg3	v014	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	16	m	vg4	v014	v021		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	17	w	vg1	v011	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	18	w	vg2	v011	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	19	m	vg3	v011	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	20	m	vg4	v011	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	21	w	vg1	v012	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	22	w	vg2	v012	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	23	m	vg3	v012	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	24	m	vg4	v012	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	25	w	vg1	v013	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	26	w	vg2	v013	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	27	m	vg3	v013	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	28	m	vg4	v013	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	29	w	vg1	v014	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	30	w	vg2	v014	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	31	m	vg3	v014	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	32	m	vg4	v014	v022		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	33	w	vg1	v011	v023		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	34	w	vg2	v011	v023		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	63	m	vg3	v014	v024		v101	v111	v121		v211	v221
Kombination	64	m	vg4	v014	v024		v101	v111	v121		v211	v221

Dr. Harald Klein