Lehrbuch der Allgemeinen Humangenetik

I. Zur Geschichte der Humangenetik.- II. Die stofflichen Grundlagen der Vererbung.- 1. Keimzellbildung und Befruchtung beim Menschen.- 2. Die Chromosomen des Menschen.- 3. Die biochemischen Grundlagen der Vererbung.- III. Formale Genetik des Menschen.- 1. Die Mendelschen Erbgänge.- a) Die Mendelschen Regeln beim Menschen.- b) Beispiele für autosomal-dominanten Erbgang.- c) Beispiele für autosomal-recessiven Erbgang.- d) Die geschlechtsgebundenen Erbgänge.- e) Die Häufigkeit der verschiedenen Erbgänge bei Mensch und Tier.- f) Genetische Situationen, die durch eine einfache Erbgangsannahme nicht zu erklären sind.- 2. Das Hardy-Weinbergsche Gesetz.- 3. Allgemeines über Blutgruppen und Blutfaktoren und eine Anwendung des Hardy-Weinbergschen Gesetzes.- 4. Multiple Allelie.- a) Die ABO-Blutgruppen.- b) Ein weiteres Beispiel für multiple Allelie: Die erblichen Hämoglobin-Varianten.- c) Ein drittes Beispiel: Die Rotgrünblindheit. Das Problem des Feinbaues der Gene und der Pseudoallelie.- d) Die Genetik der Rhesus-Blutgruppen.- 5. Das Gen im Genverband.- a) Wechselwirkung zwischen den Genen.- b) Genkoppelung und Genaustausch.- 6. Bedingungen und Grenzen der Erbgangsanalyse beim Menschen. Multifaktorielle Vererbung.- a) Oberste bisher erreichte Stufe der Analyse.- b) Die zweite Stufe.- c) Die Analyse auf der dritten Stufe.- d) Die Analyse auf der vierten Stufe.- IV. Die Grundlagen der Wahrscheinlichkeitslehre und Statistik und ihre Anwendung in der Humangenetik.- 1. Die Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung.- 2. Die wichtigsten Verteilungen.- a) Die Binomialverteilung.- b) Die Potenzmomente in der Binomialverteilung, Poisson-Verteilung. Normalverteilung.- 3. Statistische Tests.- a) Das ?2-Verfahren als Methode zum Vergleich von Häufigkeitsziffern.- b) Die Beschreibung und der Vergleich von Messungsreihen.- c) Die Untersuchung von Zusammenhängen.- 4. Die Schätzung von Parametern mit Hilfe des Maximum-likelihood-Verfahrens.- 5. Die Schätzung genetischer Parameter und die Prüfung genetischer Hypothesen.- a) Die Schätzung von Genhäufigkeiten.- b) Die Schätzung von Aufspaltungsziffern und die Prüfung der Übereinstimmung mit Mendelschen Erbgangshypothesen.- c) Weitere statistische Probleme, die bei der Prüfung von Erbgangshypothesen aufzutreten pflegen.- d) Ein Beispiel für die Durchführung einer Erbgangsanalyse an großem Material: Die Taubstummheit.- 6. Die Analyse von Familiendaten bei Merkmalen, bei denen mit einfachem Erbgang nicht gerechnet werden kann.- a) Die Gewinnung des Ausgangsmaterials.- b) Die Erhebung des Sippenbefundes.- c) Die Materialverarbeitung.- d) Ein Beispiel: Berechnung von Belastungsziffern und empirische Erbprognose bei der Schizophrenie.- 7. Der Gang der Erbgangsanalyse beim Menschen.- V. Die Zwillingsmethode.- 1. Die gedanklichen Grundlagen und die Biologie der Mehrlingsgeburten.- a) Die Entstehung zweieiiger Zwillinge.- b) Die Entstehung eineiiger Zwillinge.- c) Häufigkeit der Mehrlingsgeburten.- d) Häufigkeit von Zwillingsgeburten in Abhängigkeit vom Alter der Mutter und von der Geburtenordnung.- e) Häufigkeit der Zwillingsgeburten in Abhängigkeit von genetischen Faktoren.- 2. Die Diagnose der Eiigkeit.- 3. Die Untersuchung auf Erblichkeit bei alternativ verteilten Merkmalen, z. B. Krankheiten.- 4. Beispiel einer Zwillingsuntersuchung bei einem alternativ verteilten, pathologischen Merkmal: Die Zwillingstuberkulose.- 5. Die Untersuchung auf Erblichkeit bei kontinuierlich verteilten, häufigen, meßbaren Merkmalen (Beispiel: anthropologische Maße).- 6. Zwillingsuntersuchungen über die Erblichkeit einer physiologischen Variablen: Die Erblichkeit des normalen Elektroencephalogramms (EEG).- 7. Die Zwillings-Familienmethode.- 8. Die Methode des co-twin control (Kontroll-Zwillingsmethode).- 9. Grenzen und Fehlerquellen der Zwillingsmethode.- VI. Mutationen.- 1. Chromosomen- und Genommutationen beim Menschen.- a) Änderung in der Zahl ganzer Chromosomensätze.- b) Änderung in der Anzahl einzelner Chromosomen.- c) Änderung in der Anzahl oder Anordnung von Genloci innerhalb eines Chromosoms.- 2. Methoden für den Nachweis von Spontanmutationen und die Berechnung von Mutationsraten beim Menschen.- a) Die indirekte Methode zur Mutationsratenschätzung.- b) Die direkte Methode zur Mutationsratenschätzung.- c) Populationsgenetische Voraussetzungen der indirekten Methode.- d) Probleme und Fehlerquellen bei der praktischen Berechnung.- e) Praktische Beispiele für die Berechnung.- f) Ergebnisse über Mutationsraten.- g) Bedingungen, die die spontane Mutabilität beim Menschen beeinflussen.- 3. Modellvorstellungen zur spontanen Mutabilität beim Menschen.- 4. Zur Frage der „breiten Mutationen“ beim Menschen.- 5. Zur Frage der Mosaikmutationen beim Menschen.- 6. Die Untersuchung der Mutabilität somatischer Zellen des Menschen mit Hilfe moderner Laboratoriumsmethoden.- 7. Das Problem der induzierten Mutationen beim Menschen.- a) Strahleninduzierte Mutationen beim Versuchstier.- b) Ein Vergleich der Strahlenempfindlichkeit des genetischen Materials bei der Maus und bei Drosophila.- c) Untersuchungen über genetische Strahlenschäden, die am Menschen selbst durchgeführt wurden.- d) Wie stark ist die Strahlenbelastung durch zivilisatorische Einflüsse aller Art angestiegen?.- e) Welche Bedeutung hat dieser Anstieg für die Menschheit ?.- f) Praktische Empfehlungen zum Strahlenschutz vom Standpunkt des Genetikers.- g) Chemische Mutagenese.- h) Zusammenfassende Betrachtungen zum Kapitel „induzierte Mutationen“.- VII. Phänogenetik.- 1. Einige Tatsachen, die auf die Bedeutung phänogenetischer Zusammenhänge hinweisen.- a) Letalfaktoren.- b) Penetranz und Expressivität.- c) Pleiotropie.- d) Heterogenie.- 2. Das Gen in Ontogenese und Funktion.- 3. Erbliche Varianten der Serum-Proteine.- a) Analbuminämie.- b) Agammaglobulinämie.- c) Angeborene Afibrinogenämie.- d) Coeruloplasmin-Mangel: Wilsonsche Erkrankung.- e) Doppelalbuminämie.- f) Haptoglobine.- g) Transferrine (?-Globulin-Gruppen).- h) Die Bedeutung der erblichen Serum-Protein-Varianten für die Theorie der Genwirkung.- 4. Die erblichen Hämoglobinvarianten. Die Sichelzell-Anämie.- 5. Beziehungen zwischen Genen und Enzymen.- a) Beispiele für genetische Blocks beim Menschen, die durch Ausfall eines spezifischen Enzyms bedingt sind.- b) Ein Beispiel für die Veränderung eines Enzyms durch Spezifische Gene.- c) Beispiele von Genwirkketten, innerhalb derer verschiedene Mutationen zum Ausfall von aufeinander folgenden Schritten im intermediären Stoffwechsel führen können.- d) Ein Genwirknetz beim Menschen.- 6. Genwirkungen in der morphologischen Entwicklung der Organismen.- a) Das Hautleistensystem an den Fingern.- b) Biochemische Befunde über den Mechanismus der Ausbildung morphologischer Merkmale in der Embryonalentwicklung.- 7. Erklärung der unter 1. genannten Phänomene auf Grund der inzwischen erarbeiteten Tatsachen.- 8. Praktische Anwendungsmöglichkeiten der Ergebnisse phänogenetischer Untersuchungen beim Menschen.- a) Die Erkennung phänotypisch gesunder Träger krankhafter Mutationen mit Hilfe spezieller, besonders biochemischer Untersuchungsmethoden.- b) Die biochemische Individualität des Menschen.- c) Phänogenetik und Therapie der Erbkrankheiten.- d) Allgemeiner Überblick über prinzipielle therapeutische Möglichkeiten bei Erbkrankheiten.- 9. Phänokopien und das Problem der Entstehung von Mißbildungen.- a) Experimentelle Phänokopieforschung.- b) Versuche zur Auslösung von Mißbildungen durch O2-Mangel.- c) Mißbildungserzeugung und Genotyp.- d) Erbe und Umwelt bei der Verursachung menschlicher Mißbildungen.- e) Genetische und peristatische Faktoren in der Ätiologie angeborener Herzmißbildungen.- VIII. Populationsgenetik.- 1. Erweiterte Betrachtung des Hardy-Weinbergschen Gesetzes.- 2. Selektion (natürliche Auslese).- a) Völlige Ausschaltung von Autosomal-Dominanten.- b) Teilweise Ausschaltung von Autosomal-Dominanten.- c) Selektion durch vollständige Ausschaltung der Homozygoten (recessiver Erbgang).- d) Teilweise Ausschaltung von Homozygoten.- e) Germinale Selektion und intermediäre Heterozygoten.- f) Selektion zugunsten der Heterozygoten, mit Benachteiligung der beiden Homozygoten (Heterosis).- g) Populationsgenetik der Sichelzell-Anämie.- h) Selektion zum Nachteil der Heterozygoten. Der Rh-Fall.- i) Der 3-Allelen-fall und die Selektion im ABO-Blutgruppensystem.- j) Die Beziehungen zwischen Blutgruppen und inneren Erkrankungen.- k) Blutgruppen und Infektionskrankheiten.- 1) Das Zusammenwirken verschiedener Selektionsmechanismen und noch offene Fragen.- m) Selektion und voraussichtliche Änderung der ABO-Genhäufigkeiten unter modernen Lebensbedingungen.- n) Die natürliche Auslese bei kontinuierlich verteilten, multifaktoriell bedingten erblichen Merkmalen.- 3. Mutation.- 4. Die Isolation und das Problem der Verwandtenehen.- a) Verwandtenehen allgemein.- b) Der „Inzuchtkoeffizient“.- c) Der Rückgang der Inzucht und seine Wirkung auf die Gen- und Phänotypen-Häufigkeit in einer bestimmten Bevölkerung.- d) Die Schätzung der Gesamtzahl homozygot schädlicher Gene, die in einer Bevölkerung vorhanden sind, auf Grund von Befunden in Blutsverwandtenehen.- 5. Der Zufall (genetic drift).- 6. Das Zusammenwirken von genetic drift, Mutation und Selektion.- IX. Die Herkunft der Menschheit und die Aussichten für ihre biologische Zukunft.- 1. Die Herkunft der Menschheit (Stammesgeschichte).- 2. Zur Rassenkunde und Rassengeschichte der Menschheit.- 3. Die Menschenrassen in Gegenwart und Zukunft.- 4. Die Aussichten für die biologische Zukunft der Menschheit.- a) Die Änderung der Selektionsbedingungen in der Neuzeit.- b) Die Folgen einer erhöhten Mutationsrate.- c) Die gemeinsame Bedeutung der Änderungen des Selektionsdrucks und der Erhöhung der Mutationsrate für die genetische Zukunft der Menschheit.- d) Eugenische Maßnahmen.- X. Vererbung und das geistig-seelische Sein des Menschen.- 1. Untersuchung über Vererbung psychischer Eigenschaften bei Tieren.- 2. Einiges über das Problem des Schwachsinns.- 3. Genetisch bedingte geistig-seelische Unterschiede im Bereich des Normalen.- 4. Genetische Einflüsse bei Extremvarianten des Verhaltens.- 5. Erblichkeit von Persönlichkeits- und Charaktermerkmalen im Bereich des Normalen.- 6. Das Problem der „Rassenseele“.- XI. Die praktische Anwendung der Erbbiologie des Menschen.- 1. Die eugenische Beratung.- 2. Der anthropologisch-erbbiologische Abstammungsnachweis.