Trisomie

mini|Schematische Darstellung der Chromosomen eines Menschen mit freier Trisomie 21. Es liegen drei vollständige Kopien des Chromosoms 21 vor (umrahmt), während alle anderen Chromosomen ein Paar bilden. Trisomie (von und , also drei Körper, gemeint sind drei Chromosomen) ist ein Begriff aus der Genetik, der Fälle eines überzähligen Chromosoms beschreibt. Viele Pflanzen und Tiere wie auch Menschen sind Diplonten: Von jedem Chromosomentyp sind nach der Befruchtung zwei Stück vorhanden, die ein Chromosomenpaar bilden. Trisomie bedeutet, dass ein drittes, überzähliges Chromosom desselben Typs vollständig oder zum Großteil vorhanden ist.

Bei Menschen sind Trisomien zusammen mit Monosomien, bei denen ein Chromosom fehlt, die häufigsten und klinisch wichtigsten Chromosomenveränderungen. Grund ist meistens eine falsche Verteilung (Non-Disjunction) der Chromosomen während der Meiose, also während der Reifung der Eizellen oder Spermien. Mit zunehmendem Alter der Mutter treten Trisomien gehäuft auf.

Die häufigsten Trisomien bei Menschen sind die der Chromosomen 21 (Down-Syndrom), 18 (Edwards-Syndrom) und 13 (Pätau-Syndrom)Chromosomenstörungen. Chromosomen und ihre Fehlverteilungen (Aneuploidien, Trisomien) Medizinisch Genetisches Zentrum München, abgerufen am 28. Mai 2025Autosomale Trisomien bei Lebendgeborenen Synlab, abgerufen am 28. Mai 2025 und überzählige Geschlechtschromosomen.

Liegt ein Chromosomentyp vierfach vor, spricht man von Tetrasomie. Sind alle Chromosomen dreifach vorhanden, heißt das Fachwort nicht Trisomie, sondern Triploidie.

Einordnung innerhalb der Genommutationen Trisomien, bei denen ein ganzes Chromosom überzählig ist, sind keine Chromosomenmutationen, da das betreffende Chromosom unverändert ist. Weil die Zahl der Chromosomen verändert ist, werden Trisomien zu den Polysomien, Aneuploidien und den numerischen Chromosomenaberrationen gezählt. Eine Trisomie ist ferner eine Genommutation.Lexikon der Biologie: Trisomie Spektrum der Wissenschaft, abgerufen am 28. Mai 2025Mutationen Spektrum der Wissenschaft, abgerufen am 28. Mai 2025

Entstehung und Formen von Trisomien Trisomien werden in vier Gruppen eingeteilt, die teilweise überlappen können. Beispielsweise kann eine freie Trisomie als Mosaik-Trisomie vorliegen oder eine Translokations-Trisomie kann eine partielle Trisomie sein.

Freie Trisomie Wenn ein Chromosom zusätzlich und als eigenes Chromosom vorhanden ist, also nicht mit einem anderen Chromosom verbunden ist, spricht man von einer freien Trisomie.

Bei diploiden Lebewesen wird je ein Chromosom eines Chromosomenpaares von den beiden Eltern geerbt. Wenn bei der Bildung von Eizelle oder Spermium ein Fehler auftritt (genauer: Non-Disjunction während der ersten oder zweiten Reifeteilung der Meiose), kann es dazu kommen, dass in Eizelle oder Spermium ein Chromosom doppelt statt einfach vorhanden ist. Wenn Eizelle und Spermium verschmelzen, hat die befruchtete Eizelle (Zygote) den entsprechenden Chromosomentyp dann dreifach, also eine Trisomie.

Eine weitere Möglichkeit zur Entstehung einer freien Trisomie in allen Körperzellen ist eine Non-Disjunction während der ersten Teilung der Zygote: Eine Tochterzelle bekommt drei Kopien, die andere nur eine Kopie. Letzteres wird als Monosomie bezeichnet und ist bei vielen Chromosomen tödlich für die betroffene Zelle. Es überlebt also nur die Tochterzelle mit der Trisomie, von der alle weiteren Zellen des Organismus abstammen.

Bei Trisomie 21 bei Menschen sind etwa 95 % der Fälle freie Trisomien, von denen 71 % durch Non-Disjunction in der ersten meiotischen Teilung der Eizelle, 22 % in der zweiten meiotischen Teilung der Eizelle, 5 % bei der Meiose des Spermiums und etwa 2 % durch mitotische Non-Disjunction entstehen.

Mosaik-Trisomie Tritt eine mitotische Non-disjunction nicht bei der ersten Zellteilung der Zygote auf, sondern bei einer späteren, so entsteht auch hier eine Tochterzelle mit Trisomie und eine mit Monosomie, wobei letztere in den meisten Fällen absterben wird. Der entstehende Organismus wird also Zellen mit Trisomie und Zellen mit normaler diploider Chromosomenausstattung enthalten, die von den anderen, zum Zeitpunkt des Non-Disjunction-Ereignisses bereits gebildeten normalen Zellen abstammen. Das Vorliegen von Zellen mit unterschiedlichen Chromosomenausstattungen (Karyotypen) innerhalb eines Organismus wird in der Genetik als Mosaik bezeichnet, daher die Bezeichnung Mosaik-Trisomie.

Je später das Non-Disjunction-Ereignis im sich entwickelnden Embryo stattfindet, desto geringer ist der Anteil der triploiden Zellen am Gesamtorganismus. Sind Zellen mit Trisomie häufiger als normale diploide Zellen, dann kann es sein, dass die befruchtete Eizelle trisom war und diploide Zellen durch Verlust des überzähligen Chromosoms entstanden sind.

Bei Menschen mit Trisomie 21 liegt in etwa 1–5 % der Fälle ein Mosaikbefund vor.

Translokations-Trisomie mini|Schema der Chromosomen einer Person mit Robertson-Translokation zwischen den Chromosomen 14 und 21 und dadurch verursachte Trisomie 21. Wenn Chromosomen oder Teile von verschiedenen Chromosomen fusionieren, wird dies als Translokation bezeichnet. Für Trisomien bei Menschen sind Robertson-Translokationen von Bedeutung: 10 der 46 menschlichen Chromosomen haben eine Nukleolusorganisatorregion (NOR) als kurzen Arm. Wenn zwei dieser Chromosomen so fusionieren, dass die beiden langen Arme zusammenkommen und die kurzen Arme verloren gehen, ist dies eine Robertson-Translokation. Bei menschlichen Zellen sind dann nur noch 45 Chromosomen vorhanden. Dies ist für die Zelle in der Regel unproblematisch, da die fehlenden NORs durch die verbleibenden 8 meist ausgeglichen werden können. Alle anderen Gene sind weiterhin vorhanden, die Translokation ist „balanciert“. Sollten aus der Zelle jedoch Eizellen oder Spermien entstehen, dann kann es bei der Verteilung der Chromosomen in der Meiose dazu kommen, dass in den fertigen Zellen statt nur einer Kopie eines Chromosoms ein normales und das Translokationschromosom vorhanden ist. Nach der Befruchtung der Eizelle kommt es also zu einer Trisomie, die dann an alle Körperzellen des Embryos weitergegeben wird. Derartige Trisomien können familiär bedingt sein, wenn ein Elternteil eine balancierte Translokation in allen Körperzellen hat.

Für Trisomien bei Menschen spielen Robertson-Translokationen mit den beiden langen Armen der Chromosomen 14 und 21 eine Rolle, bei der das Mittelstück, das Centromer, vom Chromosom 14 stammt. Während der Meiose wird es daher mit dem verbleibenden, normalen Chromosom 14 gepaart. Es entstehen mit gleicher Wahrscheinlichkeit Keimzellen (Spermien oder Eizellen), die entweder neben dem Translokationschromosom kein weiteres Chromosom 21 enthalten, oder die außerdem das andere Chromosom 21 ebenfalls enthalten. Der letztere Fall führt im Fall der Befruchtung zu einer Zygote mit einer Translokations-Trisomie 21.

Bei etwa 4 % der menschlichen Trisomien 21 liegt eine Translokationstrisomie vor.

Partielle Trisomie mini|Nachweis einer Trisomie 21 mit Hilfe der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung. Links eine Präparation menschlicher Metaphase-Chromosomen, rechts oben ein Zellkern. Eine Stelle auf dem Chromosom 21 wird mit Hilfe einer fluoreszenzmarkierten Sonde (hier rot dargestellt) nachgewiesen. Da drei Chromosomen Signale zeigen liegt eine Trisomie vor. Der Zellkern zeigt ebenfalls drei Signale. Liegt nur ein Teil eines Chromosoms dreifach vor, etwa weil ein Teil eines Chromosoms mit einem anderen Chromosom verschmolzen ist (Translokation), spricht man von partieller Trisomie. Das übertragene Stück kann dabei größer oder so klein sein, dass es mit klassischen Bänderungstechniken nicht nachweisbar ist und trotzdem klinische Symptome verursacht. Ein Nachweis ist jedoch mit anderen Techniken wie Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung möglich.

Partielle Trisomien betreffen von Fall zu Fall unterschiedliche Abschnitte eines Chromosoms. Dadurch sind sie wertvolle Informationsquellen für die Forschung, die erlauben den konkreten Bereich eines Chromosoms festzustellen, der für bestimmte Symptome einer Trisomie verantwortlich ist.

Bei Menschen mit Down-Syndrom liegt in etwa 1 % der Fälle eine partielle Trisomie 21 vor.

Trisomien bei Menschen

Betroffene Chromosomen bei Menschen Bei lebend geborenen Menschen treten freie Trisomien von drei Autosomen und von Geschlechtschromosomen auf. Die Häufigkeiten sind in der Tabelle dargestellt.

+ Trisomien bei Menschen Name Häufigkeit bei Neugeborenen Nondisjunction bei der Mutter in % Nondisjunction beim Vater in % Trisomie 21, Down-Syndrom 1:700 95 5 Trisomie 18, Edwards-Syndrom 1:3000 95 5 Trisomie 13, Patau-Syndrom 1:5000 85 15 Klinefelter-Syndrom, XXY 1:700 45 55 XYY-Syndrom 1:800 - 100 Triple-X-Syndrom 1:1300 95 5

Autosomale Trisomien bei Menschen mini|Chromosomenpräparation einer Person mit freier Trisomie 13. mini|Chromosomenpräparation einer Person mit freier Trisomie 18. Die Autosomen (also alle Chromosomen außer den Geschlechtschromosomen) des Menschen sind der Größe nach durchnummeriert, vom längsten Chromosom 1 zum kürzesten Chromosom 22. Die Dichte der Gene ist auf den Chromosomen jedoch sehr unterschiedlich.

Tatsächlich sind die drei Autosomen, von denen Trisomien bei lebend geborenen auftreten, jene mit der geringsten Anzahl Protein-kodierender Gene: Chromosom 21 mit nur 222 bekannten Protein-kodierenden Genen (Stand 2025), Chromosom 18 mit 267 und Chromosom 13 mit 322. Das Chromosom mit der nächstgeringen Zahl, Chromosom 22, hat bereits 495 Gene. Mit der geringeren Zahl der Gene korrelieren die Überlebenschancen bei den jeweiligen Trisomien: Während Betroffene mit Trisomie 21 (Down-Syndrom) das Erwachsenenalter erreichen können, sterben Betroffene mit Trisomie 18 (Edwards-Syndrom) meist im ersten Lebensjahr und Betroffene mit Trisomie 13 (Pätau-Syndrom) werden meist nur Tage oder einige Wochen alt.

Die bekannteste Form einer Trisomie, da weltweit bei Lebendgeburten die häufigste, ist die Verdreifachung von Material des 21. Chromosoms. Sie verursacht das Down-Syndrom (Trisomie 21), das weltweit durchschnittlich je nach Quelle bei einem von 700 oder einem von 800 Kindern auftritt.Thomas Hoppen (2021): Down-Syndrom. Bestandsaufnahme gut 150 Jahre nach der Erstbeschreibung. Pädiatrie 2021 Feb 11;33(1):40–45. doi:10.1007/s15014-020-3657-2

Bei Untersuchungen von frühen Fehlgeburten wurde festgestellt, dass in 60 % der Fälle eine Abweichung von der normalen Chromosomenausstattung vorliegt. Von diesen wiederum bei 50 % eine Trisomie eines Autosoms und in 0,5 % eine Trisomie eines Geschlechtschromosoms. Am häufigsten war die Trisomie 16, welche unabhängig vom Alter der Mutter auftrat, und die unter lebend Geborenen nicht als freie Trisomie zu finden ist.

Als partielle Trisomien oder Mosaik-Trisomien sind einige weitere Trisomien lebensfähig. Zu ihnen zählen Trisomie 3, Trisomie 8 (Warkany-Syndrom 2), Trisomie 9 (Rethoré-Syndrom), Trisomie 10, Trisomie 12, Trisomie 14, Trisomie 15, Trisomie 16 und Trisomie 22. Informationen zu selteneren und/oder partielle Trisomien, können über ihre BenennungWissen über seltene Krankheiten und Orphan Drugs. Suche Krankheit. Orphanet, abgerufen am 17. September 2025 auf Orphanet gefunden werden. Dort besteht außerdem die Möglichkeit, seltenere Trisomien über die Angabe des Genlocus bzw. des damit in Verbindung stehenden Gens zu suchen.Wissen über seltene Krankheiten und Orphan Drugs. Suche Gen. Orphanet, abgerufen am 17. September 2025

Gonosomale Trisomien Auch Geschlechtschromosomen liegen als Paar vor, bei Frauen als XX und bei Männern als XY. Auch hier kommen überzählige Chromosomen vor. Es wird auch dann von einer Trisomie gesprochen, wenn drei vorhandene Chromosomen aus X und Y gemischt sind.