Stammbaumanalyse

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Merkmal ,,Zungenrollen" (s. Abbildung 1 →) wird dominant vererbt. Aufgabe 1: a) Vervollständige die Genotypen in Abbildung 1. Nicht immer ist die Lösung eindeutig. b) vorbereiten: Erläutere bei welchen Personen eine eindeutige Zuweisung möglich ist und bei welchen nicht. Verwende dazu (mindestens) die Fachbegriffe homozygot, heterozygot und Allel. 3 Z... Tabelle 1: Stammbaumsymbolik Mann (nicht betroffen) 1 Frau (nicht betroffen) Merkmalsträger Ehe/Partnerschaft Geschwister ungeborenes Kind (Geschlecht unbekannt) Verwandtenehe (Nicht immer gekennzeichnet!) zweieiige Zwillinge eineiige Zwillinge Abbildung 1: Stammbaum Zungenroller Z... 4 5 Z... Z... Nichtroller O Z... 6 Z... O Roller O 556 ik 7 Z... Thema 2: Analyseschritte Neben zahlreichen Sonderfällen, stellen sich in der Stammbaumanalyse die folgenden zwei zentralen Fragen: 1. Wird das Merkmal dominant oder rezessiv vererbt? 2. Wird das Merkmal autosomal oder gonosomal vererbt? (Liegt das Gen für das Merkmal also auf einem der Gonosomen (=Geschlechtschromosom, X oder Y) oder auf einem der 22 Autosomen.) Zu Übungszwecken sollen zunächst nur autosomale Erbgänge untersucht werden. So handelt es sich in den Abbildungen 2 und 3 um einen dominanten und einen rezessiven Erbgang. Abbildung 2 Stammbaumanalyse Aufgabe 2: a) ... mit Partner: Vergleicht die beiden Stammbäume und entscheidet logisch, bei welchem das untersuchte Merkmal dominant und bei welchem rezessiv vererbt wird. b) Notiert, welche Auffälligkeiten in den Stammbäumen, zu eurer Entscheidung geführt haben. Abb. 2 zeigt einen Erbgang, weil... Abb. 3 zeigt einen Erbgang, weil... ... Abbildung 3 2 *** ... Thema 3: Grundlagen und Grundbegriffe Quellen: ● Biobuch: Unterkapitel ,,Erbgänge" (im Kapitel ,,Humangenetik"). Ganz lesen! ● Video: https://www.youtube.com/watch?v=OCZgixlkmWM Aufgabe 3: Informiere dich in den oben genannten Quellen über die Grundlagen der Stammbaumanalyse und bearbeite anschließend die folgenden Aufgaben schriftlich: a) Benenne die bekannten Erbgänge und mache zu jedem einzelnen erläuternde Notizen, sodass du eine informative Übersicht erhältst. b) Definiere alle Fachbegriffe, die du neu kennen gelernt hast, in deinem Glossar. c) Erläutere anhand eines selbst erstellen Schemas, wie die Menge eines Genprodukts mit der Ausprägung einer Krankheit in Zusammenhang steht. Achte darauf, alle relevanten Fachbegriffe zu verwenden. Thema 4: Übung - Konduktorinnen in einem x-chromosomalen Erbgang Textabschnitt dazu im Buch (Kapitel siehe oben). Abbildung 4: Stammbaum des europäischen Hochadels Kaiser Friedr. III. Heinrich v. Preußen Waldemar Stammbaumanalyse Prinz Albert von Sachsen-Coburg-Gotha engl. Königshaus Irene Heinrich Alice Lösungen → Lehrerpult Frederick Ludwig v. Hessen Alexandra Zar Alexander Nikolaus II v. Teck-Athione Zarewitsch Alexei Queen Victoria 3 Ruprecht Bluterkranke Helene Leopold Heinrich v. v. Waldeck Duke of Albany Battenberg Alice Alfons XIII. Vict. Eugenie Leopold v. Spanien v. Battenberg Alfonso v. Spanien Beatrice Moritz Gonzalo Aufgabe 4: a) Begründe, weshalb die Bluterkrankheit bei Frauen nur äußerst selten auftritt. b) Markiere im Stammbaum des europäischen Hochadels alle Konduktorinnen für Hämophilie. c) Begründe, ob Queen Victoria und Helene v. Waldeck auch dazu gehören. Bestimme alle Genotypen, die du für deine Argumentation benötigst. Stammbaumanalyse Thema 5: Übung - einen Stammbaum erstellen und auswerten Rotgrün-Blindheit Es ist ein Familienleiden: Während Peters Mutter und seine Schwester Gertrud alle Farben fehlerfrei erkennen, ist es seinem Vater, ihm und seiner Schwester Susanne nicht möglich, die Farben Rot und Grün zu unterscheiden. Susanne hat zwei Söhne, die beide von der Rot-Grün-Blindheit betroffen sind, ihre Tochter Steffi ist bezüglich des Farbensehens jedoch völlig normal. Auch Peters Kinder Mark und Andrea sehen - genau wie seine Frau - alle Farben ohne Ausnahme. Übrigens sind auch Peters Großeltern nicht farbenblind. Aufgabe 5: a) Stelle anhand der Schilderungen einen Stammbaum auf. b) Begründe: Wird das Merkmal Rot-Grün-Blindheit dominant oder rezessiv vererbt? Begründe! Während etwa 8% der Männer von der Rot-Grün-Blindheit betroffen sind, kommt dieser Defekt bei etwa 0,4 % der Frauen vor. Es liegt ein X-chromosomaler Erbgang vor. c) Gebe für alle Personen die möglichen Genotypen an. d) Ist es möglich, dass Susannes Ehemann ebenfalls farbenblind ist? Begründe. Thema 6: Knobeln - Fallbeispiel Vererbung Rot-Grün-Sehschwäche und Hämophilie 3 6 = Träger für Hämophilie Überträgerin für Rot-Grün-Sehschwäche Träger für Rot-Grün- Sehschwäche 4 7 8 Überträgerin für Hämophilie und für Rot-Grün-Sehschwäche = Träger für Hämophilie und für Rot-Grün-Sehschwäche Aufgabe 6: a) Bestimme die Genotypen und beschreibe, inwiefern es Schwierigkeiten bei der Bestimmung des Genotyps der Person 8 gibt. 4 Hilfestellung: Da hier zwei Merkmale bzw. Krankheiten vorliegen, musst du mit unterschiedlichen Buchstaben arbeiten: etwa A, a für Hämophilie und B, b für Rot-Grün-Sehschwäche, Beispiel: Genotyp der Person 1 = XA,B XA,b b) vorbereiten: Stelle Hypothesen auf, wie sich das Phänomen, dass Person 8 sowohl unter Hämophilie als auch an Rot-Grün-Sehschwäche leidet, erklärt. c) Überprüfe deine Ideen mit Hilfe des Lösungsblattes und bearbeite die dort stehende kleine Aufgabe. Thema 7: Stammbäume analysieren - Beweise und Hinweise Die folgenden Bedingungen gelten in der Analyse als beweiskräftig. Natürlich nur solange die Merkmals- ausprägung nicht auf einer Spontanmutation beruht. ● ● Stammbaumanalyse ● Geht aus einer Verbindung von phänotypisch gesunden Eltern ein phänotypisch krankes Kind hervor, wird das Merkmal rezessiv vererbt. Haben zwei phänotypisch kranke Eltern ein phänotypisch gesundes Kind, wird ein Merkmal dominant vererbt. Hat in einem rezessiven Erbgang ein phänotypisch gesunder Vater phänotypisch kranke Töchter, so wird das Merkmal autosomal vererbt. Hat in einem dominanten Erbgang ein kranker Vater gesunde Töchter, so ist dies ein Beweis für die Autosomalität. Autosomal-dominante und x-chromosomal-dominante Erbgänge ähneln sich stark. Bei einem x- chromosomal-dominanten Erbgang sind aber nur die Töchter eines betroffenen Vaters erkrankt, nie die Söhne, sofern die Mutter phänotypisch gesund ist. Weitere Hinweise, jedoch ohne ,,Beweis"kraft ,,Überspringt" ein Merkmal eine Generation, so liegt wahrscheinlich ein rezessiver Erbgang vor. Dies gilt nicht, wenn das Merkmal von einer hinzukommenden, nicht aus der betrachteten Familie stammenden Person neu in eine Generation miteingebracht wird oder auf einer Spontanmutation beruht. ● Bei dominanten Erbgängen zeigt sich das Merkmal meist in jeder Generation. Bei gonosomal-rezessiv vererbten Krankheiten sind häufiger Männer betroffen als Frauen Bei gonosomal-dominant vererbten Krankheiten sind häufiger Frauen betroffen als Männer. 5 Fortsetzung Thema 7: Stammbäume analysieren - Die Vorarbeit Übung I von Cystische Fibrose (CF) - ist in Europa die häufigste erbbedingte Krankheit. Eins 2000 Neugeborenen leidet an CF. Bei den Patienten liegt eine schwere Störung des Wasser- und Salzhaushaltes vor. Zäher Schleim verstopft die Ausführgänge von Drüsen, die allmählich daran zugrunde gehen. Betroffen sind vor allem die Schleimhautdrüsen der Lunge und der Bauchspeicheldrüse. Die häufigste Ursache für die CF ist ein genetischer Defekt im so genannten CFTR-Gen. Das intakte Allel codiert für ein Protein, das die Zellmembran von Schleimhautzellen eingebaut wird und dort als Chlorid-lonenkanal fungiert. Stammbaumanalyse 1. Analysiere den Stammbaum Tritt das Merkmal in jeder Generation auf? Wie ist das Verhältnis von Merkmalsträgern (MT) zu Nicht-Merkmalsträgern (NMT)? Wie ist das Verhältnis von weiblichen zu männlichen Merkmalsträgern? Gibt es beweiskräftige Konstellationen im Stammbaum? 2. Entwickle eine Hypothese zum Vererbungsmodus des Merkmals 3. Überprüfe deine Hypothese mit begründeter Angabe der Genotypen a) Gib zunächst die eindeutigen Genotypen an. b) Leite von den eindeutigen Genotypen weitere Genotypen ab. c) Markiere die Genotypen, die nicht eindeutig mit Hilfe des Materials bestimmt werden können. 3 90 6 4 10 4 10 5 1 60 -0² 7 11 60 7 11 12 8 12 4. Überprüfe, ob mit deiner Hypothese alle Genotypen widerspruchsfrei bestimmbar sind. 5. Begründe an geeigneten Stellen des Familienstammbaums, ob weitere Vererbungsmodi möglich sind. 1. Annahme 2. Annahme 3. Annahme Stammbaumanalyse Schlussfolgerung Wenn Nein: Alternative Hypothese aufstellen! Wenn Ja: fortfahren bei 5. 9 3 7 4 10 4 10 4 10 5 0² 60 7 11 7 11 7 11 8 12 8 12 12 Stammbaumanalyse Fortsetzung Thema 7: Stammbäume analysieren - Die Vorarbeit Übung II Das Norrie-Syndrom bezeichnet eine frühkindliche schwere Störung der Augenentwicklung, die sehr früh zur Blindheit führen kann. Etwa die Hälfte der von dieser Erbkrankheit betroffenen zeigt fortschreitende mentale Beeinträchtigungen wie Intelligenzminderungen und Verhaltensauffälligkeiten. Etwa ein Drittel der Patienten entwickeln Taubheit in der zweiten Lebensdekade. Ursache des Norrie-Syndroms ist eine Mutation im sogenannten NDP-Gen, welches für das Protein Norrin codiert. Die Funktion dieses Proteins ist noch nicht vollständig aufgeklärt. 1. Analysiere den Stammbaum Tritt das Merkmal in jeder Generation auf? Wie ist das Verhältnis von Merkmalsträgern (MT) zu Nicht-Merkmalsträgern (NMT)? Wie ist das Verhältnis von weiblichen zu männlichen Merkmalsträgern? Gibt es beweiskräftige Konstellationen im Stammbaum? 2. Entwickle eine Hypothese zum Vererbungsmodus des Merkmals 3. Überprüfe deine Hypothese mit begründeter Angabe der Genotypen: a) Gib zunächst die eindeutigen Genotypen Die Krankheit wurde erstmals im Jahr 1959 unter wissenschaftlichen Gesichtspunkten beschrieben und seitdem wurden mehr als 240 Fälle dokumentiert, wobei es durchaus möglich ist, dass das Syndrom häufiger vorkommt, aber nicht als Norrie-Syndrom diagnostiziert wird. Es wird von einer Auftretenshäufigkeit von 1:100.000 Abb. 2: Stammbaum einer Familie mit Norrie-Syndrom 10 11 12 13 ausgegangen. an. b) Leite von den eindeutigen Genotypen weitere Genotypen ab. c) Markiere die Genotypen, die nicht eindeutig mit Hilfe des Materials bestimmt werden können. 4. Überprüfe, ob mit deiner Hypothese alle Genotypen widerspruchsfrei bestimmbar sind. 4 8 8 1 2 5 6 7 Wenn Nein: Alternative Hypothese aufstellen! Wenn Ja: fortfahren bei 5. под OOOOT 5. Begründe an geeigneten Stellen des Familienstammbaums, ob weitere Vererbungsmodi möglich sind. 1. Annahme 2. Annahme 3. Annahme Stammbaumanalyse Schlussfolgerung ooo ooool OLO Oooo 9 Stammbaumanalyse Fortsetzung Thema 7: Stammbäume analysieren - Die Vorarbeit Lösung Übung II Das Norrie-Syndrom bezeichnet eine frühkindliche schwere Störung der Augenentwicklung, die sehr früh zur Blindheit führen kann. Etwa die Hälfte der von dieser Erbkrankheit betroffenen zeigt fortschreitende mentale Beeinträchtigungen wie Intelligenzminderungen und Verhaltensauffälligkeiten. Etwa ein Drittel der Patienten entwickeln Taubheit in der zweiten Lebensdekade. Ursache des Norrie-Syndroms ist eine Mutation im sogenannten NDP-Gen, welches für das Protein Norrin codiert. Die Funktion dieses Proteins ist noch nicht vollständig aufgeklärt. 1. Analysiere den Stammbaum Tritt das Merkmal in jeder Generation auf? Wie ist das Verhältnis von Merkmalsträgern (MT) zu Nicht-Merkmalsträgern (NMT)? Wie ist das Verhältnis von weiblichen zu männlichen Merkmalsträgern? Gibt es beweiskräftige Konstellationen im Stammbaum? 2. Entwickle eine Hypothese zum Vererbungsmodus des Merkmals 3. Überprüfe deine Hypothese mit begründeter Angabe der Genotypen: d) Gib zunächst die eindeutigen Genotypen an. e) Leite von den eindeutigen Genotypen weitere Genotypen ab. f) Markiere die Genotypen, die nicht eindeutig mit Hilfe des Materials bestimmt. werden können. Die Krankheit wurde erstmals im Jahr 1959 unter wissenschaftlichen Gesichtspunkten beschrieben und seitdem wurden mehr als 240 Fälle dokumentiert, wobei es durchaus möglich ist, dass das Syndrom häufiger vorkommt, aber nicht als Norrie-Syndrom diagnostiziert wird. Es wird von einer Auftretenshäufigkeit von 1:100.000 Abb. 3: Stammbaum einer Familie mit Norrie-Syndrom 10 11 12 13 ausgegangen. Nein 3 MT: 10 NMT 8 4 XaXA XAXAI XAXA 10 1 O weibliche MT: 3 männlichen MT Nicht betroffene Eltern 1+2 bzw. 6+7 haben betroffene Kinder 5 bzw. 12 und 13 Das Merkmal wird rezessiv-x-chromosomal vererbt. XAY 2 5 6 XAXATXA Yxa Y XaXATXA Y KAXA XAXA KAXXAX: 7 Xa YXa Die merkmalstragenden männlichen Personen 5, 12 und 13 tragen das rezessive, mutierte Allel. Wie alle anderen Männer sind sie hemizygot für das Merkmal, die Nichtmerkmalsträger besitzen jedoch ein dominantes Allel auf dem X-Chromosom. Die Mütter (1 und 6) der betroffenen Personen müssen heterozygot sein, da sie als Konduktorinnen ihren Söhnen das defekte Allel vererben und keine Merkmalsträgerinnen sind. Die Tochter 6 hat das rezessive Allel von der Mutter geerbt. Die weiblichen Personen 10 und 11 können sowohl heterozygot als auch homozygot sein. Die angeheiratete Person 3 wird vermutlich aufgrund der Seltenheit der Erkrankung kein mutiertes Allel aufweisen, die Töchter des Paares würden somit homozygot und gesund sein. Stammbaumanalyse 4. Überprüfe, ob mit deiner Hypothese alle Genotypen widerspruchsfrei bestimmbar sind. 5. Begründe an geeigneten Stellen des Familienstammbaums, ob weitere Vererbungsmodi möglich sind. 1. Annahme Das Merkmal wird x-chromosomal-dominant vererbt 2. Annahme Das Merkmal wird autosomal-dominant vererbt 3. Annahme Das Merkmal wird autosomal-rezessiv vererbt Schlussfolgerung Wenn Nein: Alternative Hypothese aufstellen! Wenn Ja: fortfahren bei 5. XaXa Xa Y ooool Bei einem X-chromosomal-dominanten Erbgang könnten nichtbetroffene Mütter (XaXa) keine merkmalstragenden Söhne haben (XA Y) Die Annahme ist falsch. 11 XAY Aa aa Bei einem autosomal-dominanten Erbgang könnte Nichtmerkmalstragende Eltern (aa) keine erkrankten Kinder haben (Aa). Die Annahme ist falsch. aa Aa Aa aa Aa Aa 2 Aa aa aa Bei einem autosomal-rezessiven Erbgang müssten über zwei Generationen angeheiratete Partner (1 und/oder 2 sowie 7) heterozygote Träger des seltenen merkmalsausprägenden Allels sein. Die Annahme ist möglich, aber unwahrscheinlich. Die Annahme das Norrie-Syndrom wird x-chromosomal- rezessiven vererbt erlaubt eine widerspruchsfreie Ableitung aller Genotypen. Ein autosomaler Erbgang wäre auch möglich, erscheint aufgrund der Seltenheit der Krankheit aber unwahrscheinlich. Thema 8: Eine schriftliche Stammbaumanalyse erstellen Beispiel Schritte Einleitende Sätze mit Hypothese Erste Entscheidung: rezessiv oder dominant Zweite Entscheidung: Autosomal oder gonosomal bzw. x-chromosomal Stammbaumanalyse Dritter Schritt: Abwägen von Wahrscheinlichkeiten bei nicht eindeutigem Erbgang Vierter Schritt: Bestimmung aller Genotypen 3 4 5 10 1 Beispieltext Der Stammbaum zeigt eine Familie, in der die Erbkrankheit Cystische Fibrose auftritt. Es handelt sich um einen rezessiv- autosomalen Erbgang/Die Krankheit wird rezessiv-autosomal vererbt. In der Elterngeneration (1 und 2) sind beide Personen phänotypisch gesund (keine Merkmalsträger). Sie müssen aber zumindest Überträger der Krankheit sein, da ihre Kinder 4 und 7 erkrankt sind (Merkmalsträger). Daraus lässt sich schließen, dass die Erbkrankheit rezessiv vererbt wird, da nur so die Eltern phänotypisch gesund und gleichzeitig Überträger der Krankheit sein können. Die Anlage A dominiert über die Anlage für Mukoviszidose a. Da beide Eltern heterozygote Träger der rezessiven Krankheit sein müssen, ist ihr Genotyp Aa. Die Kinder 4 und 7 als phänotypische Träger der Krankheit müssen von beiden Eltern das defekte Gen bekommen haben und tragen somit die Allele aa. 7 Bei einem dominanten Erbgang hätten die Kinder 4 und 7 die Genotypen AA oder Aa, sodass mindestens ein Elternteil ebenfalls das defekte Allele besitzen müsste, somit aber phänotypisch nicht gesund sein könnte. Das Erbmerkmal tritt sowohl bei Frauen als auch bei Männern auf. Würde es sich um einen rezessiv-gonosomalen Erbgang handeln, so wäre zu erwarten, dass männliche Individuen deutlich häufiger betroffen wären als weibliche, da sie schon bei einem betroffenen ,,Merkmalsträger-Allel" erkrankt wären. Dies ist jedoch nur ein Hinweis. Aufschluss gibt nun wiederum der Vater 1, der zwar phänotypisch gesund ist, jedoch zwei erkrankte Töchter hat. Dies beweist die Autosomalität des rezessiven Erbgangs. Bei einem rezessiv-x-chromosomalen Erbgang, müsste der Vater Merkmalsträger sein, um ein Mukoviszidose-Allel weitergeben zu können. Hier nicht gegeben. 4, 7, 11-aa/5, 6 = AA / 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 12 = Aa 12 012 Bemerkungen Abwägen von Hinweisen, Darlegen beweiskräftiger Konstellationen Ausschluss des anderen möglichen Erbgangs Abwägung von Hinweisen, Darlegen beweiskräftiger Konstellationen Ausschluss des anderen möglichen Erbgangs Fortsetzung Thema 8: Eine schriftliche Stammbaumanalyse erstellen Übung Maligne Hyperthermie Bei der malignen Hyperthermie (MH) handelt es sich um eine Erbkrankheit, die bei einer Narkose zu einer lebensbedrohlichen Komplikation führt: Erhält ein Betroffener ein bestimmtes Narkosemittel, so kommt es zu einer unkontrollierten Aktivierung des Stoffwechsels der gesamten Muskulatur. Zu den Symptomen der MH zählen die Verkrampfung der gesamten Skelettmuskulatur und eine Erhöhung der Körpertemperatur. MH kann durch Medikamente wirksam behandelt werden, sofern die Zufuhr des Narkosemittels sofort unterbrochen wird. Personen mit MH sind ansonsten im Alltag nicht beeinträchtigt. 2 I II 3 III Stammbaumanalyse IV 11 12 13 1 14 5 8 15? 13 2 9 16 100 17 Aufgaben 8: a) Erstelle eine schriftliche Analyse des abgebildeten Stammbaums einer Familie, in der Maligne Hyperthermie auftritt. Orientiere dich am Aufbau und den Formulierungen der Beispielanalyse zur Cystischen Fibrose. b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass Kind 15 an der Erbkrankheit leiden wird? Verdeutliche deine Antwort mit Hilfe einer Kreuzungstabelle. c) Welchen Nutzen hat eine Stammbaumanalyse für eine Familie, in der eine Erbkrankheit auftritt? Erläutere dies am Beispiel der Malignen Hyperthermie. Hilfstabelle zu Thema 8: Maligne Hyperthermie I II III 3 IV 11 Stammbaumanalyse Gibt es beweiskräftige Konstellationen im Stammbaum? 1. Analysiere den Stammbaum Tritt das Merkmal in jeder Generation auf? Wie ist das Verhältnis von Merkmalsträgern (MT) zu Nicht-Merkmalsträgern (NMT)? Wie ist das Verhältnis von weiblichen zu männlichen Merkmalsträgern? 2. Entwickle eine Hypothese zum Vererbungsmodus des Merkmals 12 3. Überprüfe deine Hypothese mit begründeter Angabe der Genotypen d) Gib zunächst die eindeutigen Genotypen an. e) Leite von den eindeutigen Genotypen weitere Genotypen ab. f) Markiere die Genotypen, die nicht eindeutig mit Hilfe des Materials bestimmt werden können. 4. Überprüfe, ob mit deiner Hypothese alle Genotypen widerspruchsfrei bestimmbar sind. 13 I III IV 11 14 3 5 12 8 15? 13 2 9 16 14 17 8 15? 9 16 Wenn Nein: Alternative Hypothese aufstellen! Wenn Ja: fortfahren bei 5. 14 100 17 5. Begründe an geeigneten Stellen des Familienstammbaums, ob weitere Vererbungsmodi möglich sind. 1. Annahme 2. Annahme 3. Annahme Stammbaumanalyse Schlussfolgerung I II III IV 11 I III IV 11 I III 3 II 3 IV 11 3 15 12 12 12 13 13 13 14 14 8 15? 8 15? 8 15? 9 16 2 9 16 9 16 TOO 10 17 TOO 17 Stammbaumanalyse Thema 9: Galactosämie Aufgabe 9 a) Erschließe bei der Erbkrankheit Galactosämie die Zusammenhänge zwischen Genmutation und Krankheitszeichen (Material A), indem du die entsprechende Tabelle sinnvoll ausfüllst. b) Bestimme den Erbgang der Galactosämie und gib für die nummerierten Personen im Stammbaum (Material B) alle sicheren und möglichen Genotypen an (Ausführliche Begründung nicht erforderlich). Ordne den Messwerten A, B und C in Abb. 2 (Material C) die Personen 7, 12 und 13 und begründe deine Entscheidung stichpunktartig. c) d) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, mit der das ungeborene Kind 15 des Paares 9/10 an Galactosämie erkrankt sein wird. Das Kind 14 des Paares 9/10 starb als Säugling an den Folgen einer nicht erkannten Galactosämie. Nun erwarten die Eltern ein weiteres Kind (15) und möchten unbedingt vorgeburtlich abklären lassen, ob es der Erbkrankheit betroffen sein wird. e) Welche Gründe sprechen für das Vorhaben der Eltern, welche dagegen? Berücksichtige alle Materialien und mache dir ausführliche Notizen. Beziehe anschließend begründet Stellung zur Problematik. Material A: Die Erbkrankheit Galactosämie CH,OH Galactose ist ein Bestandteil des Milchzuckers, der in Kuh- und Muttermilch vorkommt. Normalerweise wird Galactose mithilfe des Enzyms Galactose-1- phosphat-uridyltransferase (GALT) in Glucose umgewandelt. Bei der in Deutschland mit einer Häufigkeit von 1: 40 000 auftretenden Galactosämie handelt es sich um eine erbliche Stoffwechselkrankheit. Bisher sind 160 Mutationen im GALT-Gen beschrieben, die Galactosämie verursachen. Die meisten führen dazu, dass das Protein synthetisiert wird, jedoch als Enzym kaum funktionsfähig ist. Aufgrund eines Mangels an aktiver GALT ist der Organismus von Erkrankten folglich nicht in der Lage, Galactose in Glucose umzusetzen. Die Galactose reichert sich daher im Körper an. Erste Krankheitszeichen bei Neugeborenen sind Durchfall, Erbrechen und Gelbsucht. Im weiteren kommt es zu lebensgefährlichen Schädigungen von Leber, Niere und Gehirn. Bleibt die Krankheit unerkannt, sterben die Säuglinge innerhalb weniger Monate. OH OH CH,OH St 16 o OH OH CH₂OH OH O KOH OPOS OH + CH,OH ON OPO OH Mit Hilfe einer Amniozentese kann Galactosämie vorgeburtlich diagnostiziert werden. Dabei wird in der 15.-20. Schwangerschaftswoche mit Hilfe einer dünnen Nadel Fruchtwasser aus der Gebärmutter entnommen. Diese Methode ist mit einem Fehlgeburtsrisiko von 0,5 bis 1% verbunden, das Ergebnis gilt als sicher. Nachgeburtlich kann der Enzymdefekt mittels Blutabnahme beim Säugling festgestellt werden. In den letzten Jahren hat die Medizin in der Behandlung von Galactosämie-Erkrankten große Fortschritte erzielt. Bei Früherkennung kann nach der Geburt eine galactose- und milchzuckerfreie Diät verordnet werden. Diese führt dann in den allermeisten Fällen zu einer normalen Entwicklung der betroffenen Kinder. Es wurde aber auch festgestellt, dass Galactose die Placentaschranke überwinden und so vom mütterlichen Blut in den Stoffwechsel des ungeborenen Kindes gelangen kann. Dort kann die Galactose die Anlage der Eizellen bei weiblichen Föten, bei denen GALT-Mangel vorherrscht, im 4. Monat offenbar so stark beeinträchtigen, dass 80% von ihnen später unfruchtbar sind. Langzeituntersuchungen haben gezeigt, dass ein sehr geringer Teil der Patienten mit GALT-Mangel trotz frühzeitigen Beginns und konsequenter Einhaltung der Behandlung dennoch Symptome wie Verzögerung der geistigen Entwicklung, neurologische Störungen, wie zum Beispiel bei der Bewegungskoordination, sowie nicht ausreichend funktionierende Eierstöcke entwickeln. Material B: Vererbung der Galactosämie ото 5 6 11 12 1 7 3 2 4 Stammbaumanalyse 9 gesund krank 5 10 13 14 ? 15 Abb. 4: Stammbaum einer Familie, in der Galactosämie auftritt. 17 relativer Gehalt an Galaktose im Blut A C Abb. 2: Relativer Gehalt an Galactose im Blut dreier Testpersonen. Der Mutter 7 und ihren Töchtern 12 und 13 wurde jeweils kurz nach ihrer Geburt eine identische Menge Galactose verabreicht. Nach einem festgelegten Zeitpunkt wurde jeweils der Galactose-Gehalt in ihrem Blut ermittelt. B