Was ist der unterschied zwischen genmutation und chromosomenmutation

Unter dem Begriff der Genmutation versteht man die Mutation eines einzelnen Gens. Dieser Mutationstyp tritt sehr häufig auf. Das Gen kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise verändert werden. Darunter fallen die Punktmutation, die Deletion oder die Insertion. 

Was ist eine Punktmutation?

Die Punktmutation ist dann aufgetreten, wenn ein Basenpaar gegen ein anderes ausgetauscht wurde. Man spricht dabei auch von einer Substitution der Basenpaare. Dieser Austausch kann unterschiedliche Auswirkungen haben. Es gibt die sogenannte stumme Punkmutation. Hierbei haben wir eine Veränderung des Gens, aber es entsteht keine Konsequenz daraus im Hinblick auf das Genprodukt. Das bedeutet, wir haben auf der einen Seite ein anderes Basenpaar im Genom, das dann auch zu einem anderen Codon führt. Auf der anderen Seite wird bei der Translation dennoch die gleiche Aminosäure produziert (mehr dazu: Wobble-Theorie).
Das Gegenstück dazu ist die Missense-Mutation. Unter diesem Mutationstyp versteht man einen Basenaustausch, der letztendlich auch die Übersetzung in eine andere Aminosäure zur Folge hat. Dies führt zu einem anderen Protein, welches eine andere Aufgabe ausführt, deshalb mis-sense.
Sollte es passieren, dass durch die Punktmutation die veränderte Region auf dem Genom zu einem Stopp-Codon führt, nennt man diese Nonsense-Mutation. Dies führt oft zu einem viel zu kurzen und funktionsunfähigen Protein, deshalb non-sense.

Die Auswirkungen von Deletion und Insertion

Unter der Deletion versteht man den Verlust eines Teils des Gens. Die Insertion bedeutet dem gegenübergestellt, dass ein bestimmter Teil eingeschoben wird. Die beiden Mutationen haben ein Verschieben des Leserasters bei der Translation zur Folge. Aus diesem Grund nennt man diese auch Leserastermutationen.

Die Chromosomenmutation

Bei der Chromosomenmutation wird die Struktur des Chromosoms verändert. Es gibt verschiedene Chromosomenmutationstypen, die wir Dir nun zeigen.

Deletion

Bei der Deletion wird ein bestimmter Bereich des Chromosoms entfernt. Dabei können wenige, aber auch viele Nukleotide betroffen sein. 

Duplikation

Die Verdopplung eines Chromosomenabschnittes.

Inversion

Bei der Inversion wird ein bestimmter Abschnitt der DNA herausgeschnitten. Dieses dreht sich dann um 180° und bindet dann an der gleichen Stelle wieder. Es liegt nun in der umgekehrten Leserichtung vor.

Insertion

Bei der Insertion werden einige Besenpaare eines DNA-Strangs innerhalb eines anderen hinzugefügt. 

Translokation

Änderung der Lokalisation eines Chromosomenabschnittes auf Chromosom A, hin zu einer neuen Lokalisation desselben Chromosomenabschnittes auf Chromosom B.

Fusion und Fission

Wenn Chromosomen an ihrem Zentromer auseinanderbrechen, bezeichnet man diese Mutation als Fission. Sollte es hingegen vorkommen, dass die Chromosomen an ihren Zentromeren verschmelzen, nennt man dies Fusion.

Die Genommutation

Wenn eine Genommutation vorliegt, dann hat eine Veränderung der Gesamtzahl der Chromosomen des Organismus stattgefunden. 

Grundlage einer Genommutation ist die Nondisjunktion (also das nicht Auseinandergehen der Chromosomen) während der Meiose. Unterschieden wird im Wesentlichen zwischen zwei Genommutationsarten, welche wir nun näher beschreiben.

Polyploidien 

Bei Polyploidien liegt der Chromosomensatz nicht in der normalen Art und Weise vor. Das wäre ein diploider Satz. Bei diesem Mutationstypen liegt der Chromosomensatz mehrfach, also polyploid vor. Weizen 6n ; Erdbeeren 10n ; Störe 8n

Aneuploidien

Einige Chromosomen liegen in einer höheren oder niedrigeren Zahl als gewöhnlich vor. Ein Beispiel dafür ist die Trisomie 21. Hierbei ist das besagte Chromosom 21 dreifach vorhanden. Man kennt die Auswirkung dieser Mutation auch unter der Krankheitsbezeichnung "Down-Syndrom".

Nun weißt du, welche Arten von Mutationen es gibt. Vertiefe dein Wissen auch in unseren Übungen. Dabei wünschen wir Dir viel Spaß und Erfolg!

Das Hauptunterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation ist das Eine Genmutation verursacht eine Veränderung der Nukleotidsequenz eines Gens, während die Chromosomenmutation eine strukturelle Änderung des Abschnitts eines Chromosoms mit vielen Genen verursacht.

Mutationen sind die permanenten Veränderungen der Nukleotidsequenzen des genetischen Materials von Organismen. Genmutationen und Chromosomenmutationen sind zwei Grundtypen von Mutationen, die sich hauptsächlich in der Größenordnung der Veränderung unterscheiden. Mutationen treten aus vielen Gründen auf, z. B. unregelmäßige Schritte bei der Regulierung der DNA - Replikation und - Transkription, Strahlenbelastung, UV - Licht aufgrund von Zigarettenrauch, aufgrund viraler und bakterieller Infektionen usw.

Substitutionen, Insertionen, Deletionen oder Duplikationen von DNA-Sequenzen sind die Hauptmechanismen, die die Nukleotidsequenzen verändern. Einige Mutationen gehen von Eltern zu Nachwuchs, wenn sie in Keimzellen vorkommen, während andere nicht erblich sind. Außerdem verändern einige Mutationen die resultierenden Aminosäuresequenzen nicht. Sie sind also stille Mutationen. Mutationen können jedoch für eine lange Zeit in der Welt von Vorteil sein oder nicht. Individuen oder Populationen mit günstigen Genen werden überleben, während die durch Mutationen entstandenen ungünstigen Eigenschaften durch natürliche Selektion aus der Umgebung entfernt werden.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Genmutation?
3. Was ist eine Chromosomenmutation?
4. Ähnlichkeiten zwischen Genmutation und Chromosomenmutation
5. Side-by-Side-Vergleich - Genmutation vs. Chromosomenmutation in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung

Was ist Genmutation??

Genmutation ist eine kleine Veränderung des genetischen Materials eines Organismus, die hauptsächlich in einem bestimmten Gen auftritt. Punktmutationen und Frameshift-Mutationen sind die zwei Hauptarten von Genmutationen, bei denen Frameshift-Mutationen entweder als Deletionen oder als Insertionen auftreten. Wenn sich die Nukleotidsequenz eines Gens ändert, bewirkt dies die Änderungen in der mRNA-Sequenz. Daher ändert sich die Codonsequenz des Gens und führt zu einer falschen Aminosäuresequenz. Am Ende produziert es ein falsches Protein. Punktmutationen können Übergang, Transversion, Stumm, Missense und Unsinn sein.

Abbildung 01: Genmutation

Genmutationen können zur Veränderung der Zahl oder der Struktur des gesamten Chromosoms führen, was zu Chromosomenmutationen führen kann. Genmutationen sind jedoch kleine Veränderungen in der Nukleotidsequenz und werden daher manchmal durch Genregulations- und -reparaturmechanismen korrigiert. Einige Genmutationen bleiben jedoch ohne zu reparieren. Sichelzellenanämie, Hämophilie, Mukoviszidose, Huntington-Syndrom, Tay-Sachs-Krankheit, viele Krebsarten und Laktoseintoleranz sind einige der Erkrankungen, die aufgrund von Genmutationen auftreten.

Was ist eine Chromosomenmutation??

Chromosomenmutation ist eine groß angelegte Veränderung der Chromosomen eines Organismus, bei der sich entweder die Anzahl oder die Struktur der Chromosomen ändert. Es gibt drei Haupttypen von Chromosomenmutationen, nämlich Duplikationen, Inversionen und Deletionen. Wenn ein bestimmter Teil des DNA-Strangs dupliziert wird, steigt die Anzahl der Gene in einem Chromosom. Es verursacht sowohl strukturelle als auch numerische Veränderungen im Chromosom.

Abbildung 02: Chromosomenmutation

Manchmal wird ein Teil eines Chromosoms, das mehrere Gene im DNA-Strang enthält, entfernt und kehrt umgekehrt zur ursprünglichen Position zurück. Dies wird als Inversion bezeichnet und ist eine Art Chromosomenmutation. Inversionen bewirken keine Änderung der Anzahl, es können jedoch andere Interaktionen auftreten, da sich die Genordnung geändert hat. Daher werden die Phänotypen unterschiedlich oder anormal. Deletionen können aufgrund von Strahlung, starker Hitze oder Viren auftreten. In der Regel sind Deletionen äußere Ursachen und der betroffene Bereich des Chromosoms bestimmt das Ausmaß der Veränderung oder des Schadens.

Alle diese chromosomalen Mutationen beeinflussen die Struktur und die Anzahl der Chromosomen in einem Organismus ernsthaft. Sie führen zur Veränderung der Proteinsynthese und zur Genexpression. Prader-Willi-Syndrom und Cri-du-Chat-Syndrom sind Beispiele für Chromosomenmutationen, die durch Deletionen verursacht werden.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Genmutation und Chromosomenmutation??

• Genmutationen und Chromosomenmutationen sind zwei Arten von Mutationen.
• In beiden Fällen ändert sich das Nukleotid der DNA-Sequenz.
• Beides führt zu einer Veränderung der Genexpression.
• Sie können zu genetischen Erkrankungen führen.

Was ist der Unterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation??

Wenn die Nukleotidsequenz eines Gens verändert wird, spricht man von einer Genmutation. Wenn sich dagegen die Chromosomenstruktur und -zahl ändert, handelt es sich um eine Chromosomenmutation. Dies ist der grundlegende Unterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation. Genmutation ist eine Mutation im kleinen Maßstab, bei der es sich um eine Punktmutation oder um eine Frame-Shift-Mutation handeln kann. Chromosomenmutationen können durch Deletionen, Translokationen, Inversionen usw. verursacht werden. Die Anzahl der beteiligten Gene macht den Unterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation aus. Bei der Genmutation mutiert ein bestimmtes Gen, während sich bei der Chromosomenmutation viele Gene zusammen mit dem Segment des Chromosoms mutieren.

In der folgenden Infografik sind weitere Details zum Unterschied zwischen Genmutationen und Chromosomenmutationen aufgeführt

Genmutation und Chromosomenmutation sind zwei Arten von Mutationen, die im genetischen Material eines Organismus auftreten. Genmutation ist eine Veränderung einer Nukleotidsequenz eines Gens, während eine Chromosomenmutation eine Veränderung der Nukleotidsequenz eines Abschnitts eines Chromosoms ist. Darüber hinaus verursacht die Chromosomenmutation sowohl strukturelle als auch numerische Veränderungen der Chromosomen. Genmutationen sind kleinräumig und können korrigiert werden. Chromosomenmutationen sind jedoch gravierende Veränderungen im großen Maßstab, die nicht ohne weiteres korrigiert werden können. Dies ist der Unterschied zwischen Genmutation und Chromosomenmutation.

Referenz:

1.Naturnachrichten, Nature Publishing Group. Hier verfügbar 
2. "Chromosomenabnormalität". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 14. Juli 2018. Hier verfügbar 

Bildhöflichkeit:

1. "Point mutations-de" Von Jonsta247 - Eigene Arbeit, (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia 
2. ”Chromosomes mutations-de” Von GYassineMrabetTalk (Public Domain) über Commons Wikimedia