Rezessive lethaleEdit
Ein Paar identischer Allele, die beide in einem Organismus vorhanden sind und letztlich zum Tod dieses Organismus führen, werden als rezessive lethale Allele bezeichnet. Obwohl rezessive Lethale für dominante oder rezessive Merkmale kodieren können, sind sie nur im homozygoten Zustand tödlich. Heterozygote zeigen manchmal eine Form des krankhaften Phänotyps, wie im Fall der Achondroplasie. Ein mutiertes, tödliches Allel kann toleriert werden, aber zwei Allele führen zum Tod. Im Falle der homozygoten Achondroplasie tritt der Tod fast immer vor der Geburt oder in der perinatalen Periode ein. Nicht alle Heterozygoten für rezessive letale Allele zeigen einen mutierten Phänotyp, wie dies bei Trägern der Mukoviszidose der Fall ist. Wenn zwei Mukoviszidose-Träger Kinder haben, besteht eine 25-prozentige Chance, dass sie Nachkommen mit zwei Kopien des letalen Allels bekommen, was schließlich zum Tod des Kindes führt.
Ein weiteres Beispiel für ein rezessives letales Allel ist die Manx-Katze. Manx-Katzen besitzen eine heterozygote Mutation, die zu einem verkürzten oder fehlenden Schwanz führt. Kreuzungen zweier heterozygoter Manx-Katzen führen dazu, dass zwei Drittel der überlebenden Nachkommen den Phänotyp des heterozygoten verkürzten Schwanzes aufweisen, während ein Drittel der überlebenden Nachkommen eine normale Schwanzlänge aufweist und homozygot für ein normales Allel ist. Homozygote Nachkommen für das mutierte Allel können die Geburt nicht überleben und werden daher in diesen Kreuzungen nicht gesehen.
Dominante LethaleEdit
Allele, die nur in einer Kopie in einem Organismus vorhanden sein müssen, um tödlich zu sein, werden als dominante Lethale bezeichnet. Diese Allele sind in Populationen nicht häufig anzutreffen, da sie in der Regel zum Tod eines Organismus führen, bevor er sein tödliches Allel an seine Nachkommen weitergeben kann. Ein Beispiel für ein dominantes tödliches Allel beim Menschen ist die Huntington-Krankheit, eine seltene neurodegenerative Störung, die letztlich zum Tod führt. Aufgrund ihres späten Auftretens (d. h. oft, nachdem die Fortpflanzung bereits stattgefunden hat) kann sie jedoch in Populationen aufrechterhalten werden. Eine Person leidet an der Huntington-Krankheit, wenn sie eine einzige Kopie eines durch Wiederholungen erweiterten Huntington-Allels auf Chromosom 4 trägt.
Bedingte LetalitätBearbeiten
Allele, die nur als Reaktion auf einen bestimmten Umweltfaktor tödlich sind, werden als bedingte Letalität bezeichnet. Ein Beispiel für eine bedingte Letalität ist der Favismus, eine geschlechtsgebundene Erbkrankheit, die dazu führt, dass der Träger eine hämolytische Anämie entwickelt, wenn er Favabohnen isst.
Eine Infektion einer E. coli-Wirtszelle mit einer temperatursensitiven (ts) bedingt letalen Mutante des Bakteriophagen (Phagen) T4 bei einer hohen restriktiven Temperatur führt dazu, dass keine lebensfähige Phagenproduktion stattfindet. Das Wachstum solcher Mutanten kann jedoch auch bei niedrigeren Temperaturen stattfinden. Solche bedingt letalen ts-Mutanten wurden zur Identifizierung und Charakterisierung der Funktion vieler Phagengene verwendet. So wurden mit Hilfe von ts-Mutanten Gene identifiziert, die für die Reparatur von DNA-Schäden zuständig sind, sowie Gene, die die genetische Rekombination beeinflussen. Züchtet man beispielsweise eine ts-DNA-Reparaturmutante bei einer mittleren Temperatur, so können einige Phagen-Nachkommen produziert werden. Wird diese ts-Mutante jedoch mit UV-Licht bestrahlt, so ist ihre Überlebensrate stärker reduziert als die des bestrahlten Wildtyp-Phagen T4. Darüber hinaus wurden in Phage T4 auch kälteempfindliche konditionale letale Mutanten isoliert, die bei hohen Temperaturen wachsen können, aber nicht in der Lage sind, bei niedrigen Temperaturen zu wachsen. Diese kälteempfindlichen konditionalen letalen Mutanten definierten auch eine Reihe von Phagengenen. Eine andere Klasse von konditionalen letalen Phagen-T4-Mutanten, die so genannten Amber-Mutanten, sind in der Lage, auf einigen E. coli-Stämmen zu wachsen, auf anderen jedoch nicht. Diese Mutanten wurden auch verwendet, um die Funktion vieler Phagen-T4-Gene zu identifizieren und zu charakterisieren. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass eine Amber-Mutation ein „Nonsense-Codon“ innerhalb eines Gens erzeugt, das während der Translation zum Abbruch der Polypeptidkette führt. Diese Entdeckung ermöglichte Einblicke in einen wichtigen Aspekt des genetischen Codes.