Welche Erbinformation ist in den Geschlechtschromosomen?

Auf dem X-Chromosom liegen viele Gene, die mit dem Geschlecht gar nichts zu tun haben – sonst könnten wir Männer ja darauf verzichten, aber auch wir brauchen eben ein X-Chromosom. Insgesamt liegen etwa 800 verschiedene proteincodierende Gene, die geschlechtsunabhängig sind, auf dem X-Chromosom, darunter z. B. das Gen für den Angiotensin-II-Rezeptor, der wichtig ist für die Regulation des Blutdrucks oder das Gen für den Androgenrezeptor NR3C4, an den das Hormon Testosteron bindet. Bei Hauskatzen liegt auf dem X-Chromosom z. B. das Gen für die Fellfarbe. Kleiner Exkurs: das ist übrigens der Grund dafür, weshalb Kater immer nur entweder rotes oder schwarzes Fell haben können, denn Kater haben nur ein X-Chromosom. Schildpattkatzen, also Katzen mit einem rot-schwarz und weiß gescheckten Fell, sind immer weiblich und haben dann auf dem einen X-Chromosom die Genvariante (Allel) für rotes und auf dem anderen die für schwarzes Fell.

Auf dem Y-Chromosom liegen hauptsächlich Gene, die die männliche Geschlechtsentwicklung steuern (aber nicht die Information für männliche Geschlechtsorgane selbst codieren). Darunter befindet sich als wichtigste regulatorische Stelle die sog. SRY (sex determining region of Y, deutsch: geschlechtsbestimmende Region des Y-Chromosoms).

Sowohl männliche als auch weibliche Geschlechtsorgane entstehen aus denselben zunächst indifferenten Geschlechtsanlagen, z. B. aus dem Genitalhöcker. und aus den Geschlechtsdrüsen (Gonaden). Gesteuert wird die Geschlechtsentwicklung durch die An- bzw. Abwesenheit von regulatorischen Faktoren. Ob sich beispielsweise aus dem Geschlechtshöcker eine Klitoris (bei Mädchen) oder ein Penis (bei Jungen) bildet, entscheidet sich beim Menschen ab etwa der neunten Entwicklungswoche.

Die SRY codiert für ein Protein, das als Transkriptionsfaktor die Aktivität anderer Gene reguliert. Dieser Faktor wird Hoden-determinierender Faktor (TDF) genannt. Wenn dieser Faktor gebildet wird, wandeln sich die zunächst indifferenten Gonaden zu Hoden um. Wenn dieser Faktor nicht gebildet wird, weil das Y-Chromosom (und damit die SRY) nicht vorhanden oder die SRY durch eine Mutation funktionslos geworden ist, wandeln sich die Gonaden in Eierstöcke um.

Die Hoden beginnen anschließend Hormone zu produzieren, die die weitere Geschlechtsentwicklung steuern. In den Leydig-Zellen wird Testosteron produziert, in den Sertoli-Zellen das sog. Anti-Müller-Hormon (AMH).

Embryonal werden zunächst während der indifferenten Entwicklung zwei Gänge angelegt. Der Wolff-Gang (auch Urnierengang) dient zunächst als primärer Harnleiter für die Urniere (diese wird später zurückgebildet und durch die Nachniere, die endgültigen Niere, ersetzt). Dierekt daneben verläuft m.o.w. parallel dazu ein zweiter Gang, der Müller-Gang.

Unter Einwirkung des Testosterons aus den Hoden entwickelt der Wolff’sche Gang sich zu den Samenleitern und zu den Nebenhoden weiter. Das Anti-Müller-Hormon bewirkt, dass der Müller’sche Gang zurückgebildet wird. Wenn kein AMH gebildet wird, wird der Müller’sche Gang (unter Einwirkung von Östrogenen) zu den Eileitern, der Gebärmutter und dem oberen Teil der Vagina umgebildet und der Wolff-Gang bildet sich komplett zurück.

Testosteron bewirkt außerdem am Genitalhöcker, dass dieser sich zu den männlichen äußerlich sichtbaren Geschlechtsorganen entwickelt, also Penis und Hodensack. Fehlt das Signal durch das Testosteron, entwickelt sich der Genitalhöcker stattdessen zu Klitoris (homolog zum Penis), Schamlippen (homolog zum Hodensack) und dem unterrn Anteil der Vagina weiter.

Welchen Einfluss die Hormone bei der Ausbildung des Geschlechts haben, erkennt man beispielsweise im Fall der sog. kompletten Androgenresistenz. Betroffene haben einen männlichen Karyotyp (also ein X- und ein Y-Chromosom) und bilden Hoden aus, sollten also eigentlich männlich werden. Durch einen Defekt des Gens für den Testosteron-Rezeptor (das, wie wir nun wissen, auf dem X-Chromosom liegt), sprechen die Zellen des Körpers aber nicht auf das gebildete Testosteron an. Alle Schritte der männlichen Genitalentwicklung, die durch Testosteron gesteuert werden, bleiben daher aus. Die Wirkungswege der weiblichen Sexualhormone, der Östrogene, ist dagegen ungestört. Deshalb bilden Betroffene trotz männlichen Karyotyps ein äußerlich weibliches Genital aus, d. h. Schamlippen, Klitoris und Vagina und weil auch die Brustentwicklung durch Östrogen vermittelt wird, entwickeln sich in der Pubertät später ganz normal Brüste. Weil aber durch den Gendefekt die Wirkung des AMH nicht gestört wird, werden dessen Einflusswege nicht gestört, sodass der Müller-Gang sich rückbildet und weder Eileiter noch Gebärmutter angelegt werden. Betroffene Frauen sind deshalb unfruchtbar. Früher wurde die Erkrankung oft erst bemerkt, wenn bei den betroffenen Mädchen in der Pubertät das Wachstum der Körperbehaarung ausblieb – denn die Entwicklung von Scham- und Achselhaaren wird bei beiden Geschlechtern ebenfalls durch das Testosteron vermittelt.