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Mutationen einfach erklärt: Beispiele, Ursachen und Achondroplasie

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Mutationen einfach erklärt: Beispiele, Ursachen und Achondroplasie
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Susi

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Achondroplasie ist eine genetisch bedingte Form des Kleinwuchses, die durch eine Mutation im FGFR3-Gen verursacht wird. Betroffene erreichen eine Körpergröße von 120-135 cm aufgrund unvollständiger Entwicklung der Röhrenknochen. Die Erkrankung tritt mit einer Häufigkeit von 1:20.000 auf und ist vererbbar.

Achondroplasie Symptome umfassen Kleinwüchsigkeit und verkürzte Gliedmaßen
• Die Achondroplasie Diagnose erfolgt oft schon pränatal durch Ultraschall und genetische Tests
Achondroplasie Lebenserwartung ist bei guter medizinischer Versorgung normal
Achondroplasie Vererbung folgt einem autosomal-dominanten Erbgang
Mutation im FGFR3-Gen führt zu übermäßiger Hemmung des Knochenwachstums

6.3.2021

4141

07.12.20
Biologieklausur
Phänotypisch lässt sich die Achondroplasie
durch Kleinwüchsigkeit bemerkbar machen.
Diese Menschen werden 120-135 c

Kritische Betrachtung der Therapieempfehlung

Die Empfehlung, Achondroplasie-Patienten den Wachstumsfaktor FGF3 medizinisch kontrolliert zuzuführen, ist kritisch zu betrachten. Diese Therapie würde das grundlegende Problem nicht lösen, da:

  1. Der mutierte FGFR3-Rezeptor bereits dauerhaft aktiv ist.
  2. Zusätzlicher FGF3 würde die Überaktivität des Rezeptors möglicherweise noch verstärken.
  3. Die Hemmung des Knochenwachstums könnte dadurch sogar zunehmen.

Highlight: Eine zielführendere Therapie müsste die Überaktivität des mutierten Rezeptors reduzieren, nicht den Wachstumsfaktor erhöhen.

Die Frage "Ist Achondroplasie fortschreitend?" lässt sich dahingehend beantworten, dass die Erkrankung selbst nicht fortschreitet, aber ihre Auswirkungen auf das Knochenwachstum während der Entwicklungsphase dauerhaft sind.

07.12.20
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durch Kleinwüchsigkeit bemerkbar machen.
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Genetische Ursachen der Achondroplasie

Die Achondroplasie Vererbung folgt einem autosomal-dominanten Erbgang. Die genetische Ursache liegt in einer Mutation des FGFR3-Gens (Fibroblast Growth Factor Receptor 3). Bei dieser Genmutation handelt es sich um einen Basenaustausch an Position 1138 des Gens, wo Guanin durch Adenin ersetzt wird.

Definition: Eine Punktmutation ist eine Veränderung einer einzelnen Base in der DNA-Sequenz.

Diese Mutation führt zu einem Aminosäureaustausch im FGFR3-Protein: Statt Glycin wird an Position 380 Arginin eingebaut. Dieser Austausch hat weitreichende Folgen für die Struktur und Funktion des Rezeptors:

  1. Der mutierte Rezeptor ist dauerhaft aktiv, auch ohne Bindung des Wachstumsfaktors FGF3.
  2. Die Signalübertragung in die Zelle erfolgt ununterbrochen.
  3. Dies führt zu einer übermäßigen Hemmung der Chondrozyten-Vermehrung und -Differenzierung.

Example: Die Mutation lässt sich mit einem dauerhaft eingeschalteten Lichtschalter vergleichen, der nicht mehr ausgeschaltet werden kann.

Die Achondroplasie Diagnose kann oft schon pränatal durch Ultraschalluntersuchungen und genetische Tests erfolgen. Die Achondroplasie Pränataldiagnostik ermöglicht eine frühzeitige Erkennung und Beratung der Eltern.

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Phänotyp und physiologische Ursachen der Achondroplasie

Der Phänotyp der Achondroplasie zeichnet sich durch Kleinwüchsigkeit aus. Betroffene Personen erreichen eine Körpergröße von etwa 120 bis 135 Zentimetern. Diese Achondroplasie Symptome sind darauf zurückzuführen, dass sich die großen Röhrenknochen in den Gliedmaßen nicht vollständig ausbilden. Die Erkrankung tritt mit einer Häufigkeit von 1:20.000 auf und ist vererbbar.

Die physiologischen Ursachen liegen im gestörten Wachstum der Röhrenknochen. Dieser Prozess beginnt bereits während der embryonalen Entwicklung. Zunächst werden knorpelige Vorläufer des späteren Knochens angelegt. Um diese bildet sich eine Knochenmanschette aus Knochenzellen, die nach innen Knochenmaterial absondert und den ursprünglichen Knorpel ersetzt. An den Enden der Röhrenknochen bleiben Knorpelzellen (Chondrozyten) erhalten, die sich vermehren und weiteres Knorpelmaterial absondern. Die Knochenmanschette folgt diesem Vorgang, wodurch der Röhrenknochen in die Länge wächst.

Highlight: Bei Achondroplasie wird das Längenwachstum der Röhrenknochen vor dem 20. Lebensjahr vorzeitig gestoppt, was auf eine unzureichende Vermehrung der Chondrozyten zurückzuführen ist.

Vocabulary: Chondrozyten - Knorpelzellen, die für das Wachstum und die Erhaltung des Knorpelgewebes verantwortlich sind.

Die Aktivität der Chondrozyten wird normalerweise durch einen Wachstumsfaktor (FGF3) reguliert, der mit einem Rezeptor (FGFR3) in der Membran der Chondrozyten interagiert. Bei der Achondroplasie ist dieser Regulationsmechanismus gestört, was zu einer übermäßigen Hemmung des Knochenwachstums führt.

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Auswirkungen alternativer Mutationen

Die Auswirkungen alternativer Basentauschmutationen im FGFR3-Gen können wie folgt erklärt werden:

a) Bei einem Austausch von G durch C an Position 1137:

  • Dies würde zu keiner Änderung der Aminosäuresequenz führen, da beide Codons (GGG und GGC) für Glycin codieren.
  • Es handelt sich um eine stille Mutation ohne phänotypische Auswirkungen.

b) Bei einem Austausch von A durch G an Position 1130:

  • Dies würde zu einem Austausch von Asparagin durch Serin führen.
  • Die Auswirkungen wären wahrscheinlich weniger gravierend als bei der Achondroplasie-Mutation, da beide Aminosäuren polar sind.

Example: Stille Mutationen sind wie Rechtschreibfehler, die beim Vorlesen nicht auffallen, da sie die Bedeutung des Wortes nicht verändern.

Diese Beispiele verdeutlichen, wie unterschiedliche Mutation Beispiele Menschen zu verschiedenen Auswirkungen führen können. Sie zeigen auch, dass nicht jede Genmutation zwangsläufig zu einer Erkrankung führt.

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Achondroplasie ist eine genetisch bedingte Form des Kleinwuchses, die durch eine Mutation im FGFR3-Gen verursacht wird. Betroffene erreichen eine Körpergröße von 120-135 cm aufgrund unvollständiger Entwicklung der Röhrenknochen. Die Erkrankung tritt mit einer Häufigkeit von 1:20.000 auf und ist vererbbar.

Achondroplasie Symptome umfassen Kleinwüchsigkeit und verkürzte Gliedmaßen
• Die Achondroplasie Diagnose erfolgt oft schon pränatal durch Ultraschall und genetische Tests
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Kritische Betrachtung der Therapieempfehlung

Die Empfehlung, Achondroplasie-Patienten den Wachstumsfaktor FGF3 medizinisch kontrolliert zuzuführen, ist kritisch zu betrachten. Diese Therapie würde das grundlegende Problem nicht lösen, da:

  1. Der mutierte FGFR3-Rezeptor bereits dauerhaft aktiv ist.
  2. Zusätzlicher FGF3 würde die Überaktivität des Rezeptors möglicherweise noch verstärken.
  3. Die Hemmung des Knochenwachstums könnte dadurch sogar zunehmen.

Highlight: Eine zielführendere Therapie müsste die Überaktivität des mutierten Rezeptors reduzieren, nicht den Wachstumsfaktor erhöhen.

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Genetische Ursachen der Achondroplasie

Die Achondroplasie Vererbung folgt einem autosomal-dominanten Erbgang. Die genetische Ursache liegt in einer Mutation des FGFR3-Gens (Fibroblast Growth Factor Receptor 3). Bei dieser Genmutation handelt es sich um einen Basenaustausch an Position 1138 des Gens, wo Guanin durch Adenin ersetzt wird.

Definition: Eine Punktmutation ist eine Veränderung einer einzelnen Base in der DNA-Sequenz.

Diese Mutation führt zu einem Aminosäureaustausch im FGFR3-Protein: Statt Glycin wird an Position 380 Arginin eingebaut. Dieser Austausch hat weitreichende Folgen für die Struktur und Funktion des Rezeptors:

  1. Der mutierte Rezeptor ist dauerhaft aktiv, auch ohne Bindung des Wachstumsfaktors FGF3.
  2. Die Signalübertragung in die Zelle erfolgt ununterbrochen.
  3. Dies führt zu einer übermäßigen Hemmung der Chondrozyten-Vermehrung und -Differenzierung.

Example: Die Mutation lässt sich mit einem dauerhaft eingeschalteten Lichtschalter vergleichen, der nicht mehr ausgeschaltet werden kann.

Die Achondroplasie Diagnose kann oft schon pränatal durch Ultraschalluntersuchungen und genetische Tests erfolgen. Die Achondroplasie Pränataldiagnostik ermöglicht eine frühzeitige Erkennung und Beratung der Eltern.

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Phänotyp und physiologische Ursachen der Achondroplasie

Der Phänotyp der Achondroplasie zeichnet sich durch Kleinwüchsigkeit aus. Betroffene Personen erreichen eine Körpergröße von etwa 120 bis 135 Zentimetern. Diese Achondroplasie Symptome sind darauf zurückzuführen, dass sich die großen Röhrenknochen in den Gliedmaßen nicht vollständig ausbilden. Die Erkrankung tritt mit einer Häufigkeit von 1:20.000 auf und ist vererbbar.

Die physiologischen Ursachen liegen im gestörten Wachstum der Röhrenknochen. Dieser Prozess beginnt bereits während der embryonalen Entwicklung. Zunächst werden knorpelige Vorläufer des späteren Knochens angelegt. Um diese bildet sich eine Knochenmanschette aus Knochenzellen, die nach innen Knochenmaterial absondert und den ursprünglichen Knorpel ersetzt. An den Enden der Röhrenknochen bleiben Knorpelzellen (Chondrozyten) erhalten, die sich vermehren und weiteres Knorpelmaterial absondern. Die Knochenmanschette folgt diesem Vorgang, wodurch der Röhrenknochen in die Länge wächst.

Highlight: Bei Achondroplasie wird das Längenwachstum der Röhrenknochen vor dem 20. Lebensjahr vorzeitig gestoppt, was auf eine unzureichende Vermehrung der Chondrozyten zurückzuführen ist.

Vocabulary: Chondrozyten - Knorpelzellen, die für das Wachstum und die Erhaltung des Knorpelgewebes verantwortlich sind.

Die Aktivität der Chondrozyten wird normalerweise durch einen Wachstumsfaktor (FGF3) reguliert, der mit einem Rezeptor (FGFR3) in der Membran der Chondrozyten interagiert. Bei der Achondroplasie ist dieser Regulationsmechanismus gestört, was zu einer übermäßigen Hemmung des Knochenwachstums führt.

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durch Kleinwüchsigkeit bemerkbar machen.
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Auswirkungen alternativer Mutationen

Die Auswirkungen alternativer Basentauschmutationen im FGFR3-Gen können wie folgt erklärt werden:

a) Bei einem Austausch von G durch C an Position 1137:

  • Dies würde zu keiner Änderung der Aminosäuresequenz führen, da beide Codons (GGG und GGC) für Glycin codieren.
  • Es handelt sich um eine stille Mutation ohne phänotypische Auswirkungen.

b) Bei einem Austausch von A durch G an Position 1130:

  • Dies würde zu einem Austausch von Asparagin durch Serin führen.
  • Die Auswirkungen wären wahrscheinlich weniger gravierend als bei der Achondroplasie-Mutation, da beide Aminosäuren polar sind.

Example: Stille Mutationen sind wie Rechtschreibfehler, die beim Vorlesen nicht auffallen, da sie die Bedeutung des Wortes nicht verändern.

Diese Beispiele verdeutlichen, wie unterschiedliche Mutation Beispiele Menschen zu verschiedenen Auswirkungen führen können. Sie zeigen auch, dass nicht jede Genmutation zwangsläufig zu einer Erkrankung führt.

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