Z-Chromosom

Das Z-Chromosom ist ein Geschlechtschromosom der Vögel sowie einiger Reptilien, Fische und Insekten. Im Gegensatz zu den Tieren mit dem XY Chromosomensystem haben männliche Tiere den homozygoten Karyotyp ZZ, weibliche Tiere hingegen den hemizygoten Karyotyp WZ.

Aufbau und Funktion

Analog zum X-Y-Chromosomenverhältnis ist das Z-Chromosom wesentlich größer als das W-Chromosom. Am besten erforscht ist es bisher beim Haushuhn, wo eine Länge von ca. 74.600.000 Basenpaaren beschrieben ist, welche 793 Gene enthalten, wovon bisher die Funktion von 668 bekannt ist (Stand August 2010). Im Gegensatz dazu ist das W-Chromosom lediglich 260.000 bp lang und enthält nur zwei Gene.

Wie das Z-Chromosom im homozygoten Zustand zur Ausbildung des männlichen Phänotyps führt, ist nicht genau bekannt. Ein Homolog zur SRY-Region des Y-Chromosom wurde im WZ-System bisher nicht gefunden. Möglicherweise führt eine dosisabhängige Wirkung eines oder mehrerer Gene auf dem Z-Chromosom zur Ausprägung des Geschlechtsphänotyps. In Frage dafür kommt unter anderem das DMRT1-Gen auf dem menschlichen Chromosom 9, das ein Ortholog auf dem Z-Chromosom aufweist.

Evolution

Aufgrund von DNA-Analysen wird vermutet, dass analog zum XY-System die Evolution der genetischen Geschlechtsbestimmung durch schrittweise Eliminierung von Rekombination zwischen Z- und W-Chromosom entstanden ist.

Konsequenzen

Da männliche Tiere zwei Kopien des Z-Chromosoms, weibliche hingegen nur eine Kopie besitzen, verläuft der Erbgang geschlechtsgebundener Merkmale umgekehrt zum Erbgang, wie er von X-Y-Spezies bekannt ist: Rezessive Allele auf dem Z-Chromosom werden phänotypisch häufiger bei weiblichen als bei männlichen Tieren ausgebildet. Eine generelle Z-Inaktivierung bei männlichen Tieren (analog zur X-Inaktivierung bei weiblichen Säugetieren) scheint hingegen nicht stattzufinden. Ob und wie es zu einer Dosiskompensation des doppelten Z-Chromosoms bei männlichen Tieren kommt, ist unklar.

Einzelnachweise

1. Ensembl Chicken Map View - Z-Chromosome, aufgerufen am 1. September 2010
2. Ensembl Chicken Map View - W-Chromosome
3. S. Mizuno et al.: Z and W chromosomes of chickens: studies on their gene functions in sex determination and sex differentiation. In: Cytogenetics and Genome Research. 2002. Jahrgang, Nr. 99, 2002, S. 236–244, doi:10.1159/000071599, PMID 12900570 (karger.com). 
4. I. Nanda et al.: Conserved synteny between the chicken Z sex chromosome and human chromosome 9 includes the male regulatory gene DMRT1: a comparative (re)view on avian sex determination. In: Cytogenetics and Genome Research. 89. Jahrgang, 2000, S. 67–78, doi:10.1159/000015567, PMID 10894941 (karger.com [PDF]). 
5. Evolutionary Strata on the Chicken Z Chromosome: Implications for Sex Chromosome Evolution
6. H. Ellgren: Dosage compensation: Do birds do it as well? In: Trends in Genetics. 18. Jahrgang, Nr. 1, 2002, S. 25–28, doi:10.1016/S0168-9525(01)02553-7, PMID 11750697. 
7. A. Kuroiwa et al.: Biallelic expression of Z-linked genes in male chickens. In: Cytogenetics and Genome Research. 2002. Jahrgang, Nr. 99, 2002, S. 310–314, doi:10.1159/000071609, PMID 12900580 (karger.com). 
8. H. Satoshi et al. (2009): XY and ZW: Is Meiotic Sex Chromosome Inactivation the Rule in Evolution? In: PLoS Genetics 5(5):e1000493; PMID 19461890, PMC 2679206 (freier Volltext)