Erbgut-Analyse: Jedes Spermium ist anders

Forscher haben das Erbgut einzelner Samenzellen untersucht: Die Spermien eines Mannes unterscheiden sich demnach deutlich voneinander. Auch gegenüber anderen Körperzellen gibt es erstaunlich viele Abweichungen.

Menschliche Spermien: Genetisch einzigartig Zur Großansicht
Corbis

Menschliche Spermien: Genetisch einzigartig

91 einzelne Spermien eines gesunden 40-jährigen Mannes hat ein Forscherteam der Stanford University (US-Bundesstaat Kalifornien) genetisch kartiert. Die Wissenschaftler konnten auf diese Weise vergleichen, welche genetischen Varianten ein Mann über seine Samenzellen an Nachkommen weitergeben könnte. Zwischen den einzelnen Spermien gab es deutliche Differenzen, jede von ihnen war genetisch einzigartig.

Auch gegenüber den normalen Körperzellen des Mannes habe sich das Erbgut der Samenzellen an durchschnittlich 23 Stellen unterschieden, berichten die Forscher um Jianbin Wang im Fachmagazin "Cell". Bei einigen Spermien seien sehr viel mehr, bei anderen weniger solcher Rekombinationen aufgetreten. Bei zwei Spermien hätten sogar zwei Chromosomen komplett gefehlt. In jeder der Spermienzellen fanden die Forscher zudem zwischen 25 und 36 Mutationen in einzelnen DNA-Bausteinen. Diese Veränderungen waren neu in den Zellen entstanden. Das Ergebnis hilft zu erklären, wie Eltern ihre Eigenschaften an ihre Kinder weitergeben - und warum Kinder keine Kopien ihrer beiden Elternteile sind.

Die Forscher setzten eine Technologie ein, bei der das Erbgut vollautomatisch aus den einzelnen Spermien isoliert und analysiert wurde. Solche Analysen könnten zukünftig auch dazu beitragen, Fruchtbarkeitsprobleme besser zu verstehen und zu behandeln, hoffen die Forscher.

Denn mit dieser Methode gebe es eine Art Frühwarnsystem: Beispielsweise könne festgestellt werden, ob in den Spermien eines Mannes besonders häufig fehlerhafte Genveränderungen vorkämen, die die Spermien oder den späteren Embryo nicht lebensfähig machten. Die Technologie sei aber auch dazu geeignet, beispielsweise Körperzellen oder Krebszellen individuell genetisch zu analysieren.

Kinder erben ihre Gene von ihren Eltern. Ihr Erbgut ist eine jeweils einzigartige Mischung aus väterlichen und mütterlichen Anteilen. Ursache dafür ist die spezielle Art, auf die Eizelle und Spermien entstehen. Jede Keimzelle enthält nur den halben Chromosomensatz einer normalen Körperzelle - 23 Einzelchromosomen statt 23 Paare. Bevor die Paare bei dieser Teilung getrennt werden, tauschen sie aber noch Gene und auch längere DNA-Abschnitte untereinander aus.

Dadurch trägt jedes Spermium und jede Eizelle bereits einen vorgemischten Cocktail des väterlichen oder mütterlichen Erbguts in sich. "Diese Rekombination erzeugt eine enorme Vielfalt neuer Genmischungen in den Keimzellen - mehr als nur durch die bloße Aufteilung der Chromosomen", erklären die Forscher. Ausmaß und Art dieser genetischen Mischung seien dabei einzigartig für jedes Spermium und jede Eizelle.

wbr/dapd

Diesen Artikel...
  • Aus Datenschutzgründen wird Ihre IP-Adresse nur dann gespeichert, wenn Sie angemeldeter und eingeloggter Facebook-Nutzer sind. Wenn Sie mehr zum Thema Datenschutz wissen wollen, klicken Sie auf das i.
  • Auf anderen Social Networks teilen

Forum - Diskutieren Sie über diesen Artikel
insgesamt 20 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    
1. Auslese
wahlberechtigter 20.07.2012
Zitat von sysopCorbisForscher haben das Erbgut einzelner Samenzellen untersucht: Die Spermien eines Mannes unterscheiden sich demnach deutlich voneinander. Auch gegenüber anderen Körperzellen gibt es erstaunlich viele Abweichungen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,845469,00.html
Vermutlich wird es nicht lange dauern bis die Forscher die Spermien nach vorgegebenen Eigenschaften separieren können. Genmanipulation gibt es in der Agrarindustrie und der Landwirtschaft. Warum soll dies beim humanen Genom nicht möglich sein? Was möglich ist, wird auch umgesetzt, trotz Verbote und Gesetze. Eine schreckliohe Vorstellung. Mengele lässt grüßen!
2. es könnte sein,
mhwse 20.07.2012
dass die Hirnanhangdrüse indirekt die Programmierung der nächsten Generation beeinflusst. Die Idee, dass die Natur nur per Versuch und Irrtum agiert bzw. Andererseits ein zentraler Lenker wie auch immer die nächste Generation steuert (die nächste Generation soll an die Lebensumstände besser angepasst sein) wäre zu weit her geholt. Auch ist die Natur, wenn es oft so erscheint nicht verschwenderisch. (Brutpflege betreibende Lebewesen haben nur wenige Nachkommen; wären diese einem genetischen Roulette ausgesetzt, würde sich der Aufwand der Brutpflege nicht rentieren und die Brutpflege im klassischen darwinschen System aussterben - Darwin wusste noch nichts von Evolutionszyklen in der Software Entwicklung ..) Plausibler erscheint, dass der lebende Körper Informationen (verstärke das Gen Nummer 20, schwäche das Gen Nummer 37) direkt und per z.B. hormoneller Steuerung auf seine Nachfahren überträgt. (es gäbe auch noch die Möglichkeit präziser mit Protein und Enzym Blöcken aus dem Gehirn einzuwirken - die negativen Effekte beschädigter Prionen sind bekannt - ggf. haben sie normalerweise einen positiven Nutzen: nicht Zellen zu zerstören sondern mit neuer Information zu versehen - ein zellulärer Upgrade quasi) Die gemachten Beobachtungen deuten ggf. in diese Richtung.
3. Aufschrei der Ethiker
Dummgesicht 20.07.2012
Ich höre schon den Aufschrei der Ethiker, die fordern, dass Spermien besser gesetzlich geschützt werden müssen...
4. Mei, oh mei!
cassandros 20.07.2012
Zitat von mhwsedass die Hirnanhangdrüse indirekt die Programmierung der nächsten Generation beeinflusst. Die Idee, dass die Natur nur per Versuch und Irrtum agiert bzw. Andererseits ein zentraler Lenker wie auch immer die nächste Generation steuert (die nächste Generation soll an die Lebensumstände besser angepasst sein) wäre zu weit her geholt. Auch ist die Natur, wenn es oft so erscheint nicht verschwenderisch. (Brutpflege betreibende Lebewesen haben nur wenige Nachkommen; wären diese einem genetischen Roulette ausgesetzt, würde sich der Aufwand der Brutpflege nicht rentieren und die Brutpflege im klassischen darwinschen System aussterben - Darwin wusste noch nichts von Evolutionszyklen in der Software Entwicklung ..) Plausibler erscheint, dass der lebende Körper Informationen (verstärke das Gen Nummer 20, schwäche das Gen Nummer 37) direkt und per z.B. hormoneller Steuerung auf seine Nachfahren überträgt. (es gäbe auch noch die Möglichkeit präziser mit Protein und Enzym Blöcken aus dem Gehirn einzuwirken - die negativen Effekte beschädigter Prionen sind bekannt - ggf. haben sie normalerweise einen positiven Nutzen: nicht Zellen zu zerstören sondern mit neuer Information zu versehen - ein zellulärer Upgrade quasi) Die gemachten Beobachtungen deuten ggf. in diese Richtung.
Nein, das erscheint überhaupt nicht plausibel. In der Meldung geht um die Folgen der meiotischen Rekombination. Siehe unter: Meiose. Das hat mit Hormonen nix zu tun.
5.
cyclodextrin 20.07.2012
Zitat von wahlberechtigterVermutlich wird es nicht lange dauern bis die Forscher die Spermien nach vorgegebenen Eigenschaften separieren können. Genmanipulation gibt es in der Agrarindustrie und der Landwirtschaft. Warum soll dies beim humanen Genom nicht möglich sein? Was möglich ist, wird auch umgesetzt, trotz Verbote und Gesetze. Eine schreckliohe Vorstellung. Mengele lässt grüßen!
Das ist schwierig, weil sie das Spermiun zur Analyse ja zerstören müssen. Dann können sie es abe rauch nicht mehr nutzen.
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    
News verfolgen

HilfeLassen Sie sich mit kostenlosen Diensten auf dem Laufenden halten:

alles aus der Rubrik Wissenschaft
Twitter | RSS
alles aus der Rubrik Mensch
RSS
alles zum Thema Genforschung
RSS

© SPIEGEL ONLINE 2012
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH



  • Drucken Senden
  • Nutzungsrechte Feedback
  • Kommentieren | 20 Kommentare
Das Erbgut
Genom
Das Genom bezeichnet das gesamte Erbgut eines Organismus. Außer bei einigen Viren besteht es immer aus DNA (Desoxyribonukleinsäure). Das Genom beinhaltet den Bauplan für die Produktion sämtlicher Proteine (Eiweißmoleküle), die ein Organismus zum Leben benötigt. Ein Gen ist ein Sequenzabschnitt auf dem Genom und beinhaltet die Erbinformation für ein Protein. Die einzelnen Bausteine der DNA sind vier verschiedene sogenannte Nukleinsäuren: A, C, T und G.
Messenger-RNA (mRNA)
Die mRNA ist eine Art Genabschrift oder Blaupause der DNA. Nur die mRNA kann von den Proteinfabriken der Zellen, den sogenannten Ribosomen gelesen werden. Sie gibt ihnen vor, in welcher Reihenfolge Aminosäuren - die Bausteine von Proteinen - für das jeweilige Protein zu verknüpfen sind.
Codon
Ein Codon ist eine Folge von drei Bausteinen (Nukleotiden oder Basen) der DNA und analog auch der mRNA. Ein Codon steht für eine bestimmte Aminosäure oder als Stoppsignal, welches das Ende einer Bauanweisung für ein Protein kennzeichnet.
Genetischer Code
Der genetische Code ist die Zuordnung der Basen-Dreiergruppen und der Aminosäuren. Da vier verschiedene Basen zur Auswahl stehen, umfasst der genetische Code insgesamt 64 Codons. Für die meisten Aminosäuren gibt es daher mehr als ein Codon. So stehen beispielsweise die Codons CAG und CAA für die gleiche Aminosäure, die Glutaminsäure.
Transfer-RNA (tRNA)
Die tRNAs übernehmen eine Adapterfunktion beim Bau der Proteine: Jede tRNA hat auf der einen Seite jeweils ein sogenanntes Anticodon, das passend zum Codon auf der mRNA ist. Auf der anderen Seite ist sie mit der zugehörigen Aminosäure beladen. Auf diese Weise wird der genetische Code auf der mRNA abgelesen und in die entsprechende Aminosäurekette zum Protein verwandelt. Dieser Prozess geschieht in den Ribosomen.