Genomveränderungen

Genomveränderungen bezeichnen Veränderungen des genetischen Materials auf der Ebene des gesamten Genoms. Sie umfassen Sequenzveränderungen einzelner Basen oder kleinerer Abschnitte, Strukturveränderungen in Chromosomen (Duplikationen, Deletionen, Inversionen, Translokationen) sowie Veränderungen der Chromosomenzahl (Aneuploidie, Polyploidie). Dabei können Veränderungen vererbt oder neu in einem Individuum entstehen (somatisch) und unterschiedliche Zellen betreffen. Genomveränderungen beeinflussen Genkopien, Genregulation und die Chromosomenarchitektur und spielen eine zentrale Rolle in Entwicklung, Gesundheit, Krebs und Evolution.

Zu den Kategorien gehören Sequenzveränderungen wie Punktmutationen, Insertionen und Deletionen; Strukturvariationen wie Duplikationen, Inversionen und Translokationen; und Veränderungen der Zahl der Chromosomen (Aneuploidie) oder ganzer Genome (Polyploidie). Copy-number Variationen (CNVs) sind Unterschiede in der Kopienzahl größerer Genomabschnitte. Die Veränderungen können germline sein, also an Nachkommen weitergegeben, oder somatisch auftreten, zum Beispiel in Krebszellen.

Ursachen sind Fehler in der Zellteilung (Meiose, Mitose), Replikationsfehler, transposonale Aktivitäten sowie Umweltfaktoren und Strahlung. Auch virale Integration kann zu Genomveränderungen beitragen.

Auswirkungen variieren stark: Viele Veränderungen bleiben benign oder neutral, andere verursachen oder tragen zu Krankheiten bei, etwa Erbkrankheiten, Entwicklungsstörungen oder Krebs durch Genverlust, Fusionen oder Dosierungsänderungen. Auf Populationsebene tragen sie zur genetischen Vielfalt bei.

Erkennung und Anwendungen erfolgen mit Methoden wie Karyotypisierung, Fluoreszenz-in-Situ-Hybridisierung (FISH), Array-CGH, SNP-Arrays und Sequenzierung (WES, WGS). Nicht invasive pränatale Tests nutzen zellfreies DNA, um größere Chromosomenveränderungen zu prüfen. Klinisch dienen Genomveränderungen Diagnostik, Beratung, pränataldiagnostische Entscheidungen und personalisierte Medizin. Forschung und Ethik begleiten den Umgang mit genetischer Information, Datenschutz und genetischer Beratung.