X-Chromosom

1 Definition

Beim X-Chromosom handelt es sich um ein Geschlechtschromosom (Gonosom). Es liegt beim weiblichen Geschlecht doppelt (homozygot; XX) und beim männlichen Geschlecht einfach (hemizygot; XY) in Kombination mit dem Y-Chromosom vor.

2 Grundlagen

Das menschliche Genom besteht normalerweise aus

• 22 autosomalen Chromosomenpaaren und
• 1 gonosomalen Chromosomenpaar

Je nachdem aus welchen beiden Chromosomen das Gonosomenpaar zusammensetzt ist, wird das Geschlecht determiniert:

• 2 X-Chromosomen (XX): weibliches Geschlecht
• 1 X-Chromosom und 1 Y-Chromosom (XY): männliches Geschlecht

Männer besitzten ein X-Chromosom von ihrer Mutter und ein Y-Chromosom von ihrem Vater. Frauen erhalten sowohl ein X-Chromosom von ihrer Mutter als auch eines von ihrem Vater.

Das X-Chromosom besteht aus DNA mit über 150 Mio. Basenpaaren. In dieser Erbsubstanz finden sich etwa 2.000 Gene (alle Chromosomen gemeinsam haben etwa 25.000 Gene) und ansonsten viele nicht-codierende repetitive DNA-Sequenzen. Nur die wenigsten der auf dem X-Chromosom gelegenen Gene sind entscheidend für das Geschlecht, viele erfüllen andere Aufgaben. Das X-Chromosom ist viel größer als das Y-Chromosom und verfügt über eine größere Menge an aktivem Euchromatin.

Bei Frauen bzw. weiblichen Embryonen wird schon in der frühen embryonalen Entwicklung im Zellkern nahezu aller somatischer Zellen per Zufall eines der beiden X-Chromosomen durch DNA-Methylierung inaktiviert, das zweite X-Chromosom bleibt aktiv. Das heterochromatisch inaktive X- Chromosom wird als Barr-Körperchen oder Sexchromatin bezeichnet. Dieses bildet in Granulozyten ein lichtmikroskopisch sichtbares Kernanhängsel, den sogenannten Drumstick (engl. für Trommelschlegel). Im Blutausstrich ergibt sich somit die Möglichkeit der Geschlechtstypisierung, die in der Forensik zur Auswertung von Blutspuren herangezogen werden kann.

3 Pathologie

3.1 Numerische Aberrationen

Es kommt mitunter vor, dass ein Mensch nicht wie normal über 44 Autosomen und 2 Gonosomen (XX oder XY) verfügt. Eine von der Regel abweichende Gonosomenzahl liegt z.B. vor bei:

• Turner-Syndrom (45, X): nur ein statt zwei X-Chromosome, Geschlecht: weiblich
• Klinefelter-Syndrom (47, XXY): Mann mit einem Y und zwei X-Chromosomen
• Triple-X-Syndrom (47, XXX): Frau mit drei X-Chromosomen

3.2 Strukturelle Aberrationen

Strukturelle Chromosomenaberrationen (Mutationen) des X-Chromosoms können X-chromosomal vererbte Krankheiten hervorrufen:

• X-chromosomal-rezessiv: z.B. Rot-Grün-Blindheit, Muskeldystrophie Duchenne, Hämophilie (Bluterkrankheit)
• X-chromosomal-dominant: Vitamin-D-Resistenz (Rachitis)

Frauen, die über zwei X-Chromosomen verfügen, erkranken in der Regel nicht an X-chromosomal-rezessiven Erkrankungen, da sie bei einem defekten X-Chromosom noch über ein zweites funktionierendes Chromosom verfügen. Männer dagegen erkranken, wenn sie ein defektes X-Chromosom von ihrer Mutter vererbt bekommen haben, da sie über kein gesundes zweites Chromosom verfügen.