Chromosoom 15 is het chromosoom dat abnormaal is bij patiënten met het Angelman Syndroom. Ieder mens heeft 23 paar chromosomen, waarbij van ieder paar één geërfd is van de moeder en één van de vader.

Gebied 15q11-13 : Chromosomen zijn verdeeld in korte armen en lange armen en hebben een centraal gebied genaamd centrometer. De korte arm wordt “P” genoemd en de lange arm “q”. Arm  “q” is verdeeld in verschillende numerieke segmenten en het segment q11-13 refereert aan een gebied dat zich vlakbij het centrum van chromosoom 15 bevindt. Het bevat ongeveer 5 tot 10 miljoen paren basen en vele genen. Het is het cruciale gebied van het Angelman Syndroom, maar het bevat ook de genen die het Prader-Willi syndroom veroorzaken.

UBE3A: Dit gen wordt vaak genoemd als het Angelman Syndroom gen, en produceert een eiwit dat andere eiwitten kenmerkt (labelt) met een substantie genaamd ubiquitin. Ubiquitin is een eiwit dat wordt toegevoegd aan eiwitten en dient als instructie om het gelabelde eiwit te sturen naar het juiste metabolische pad (route) om het af te breken of om het verder te ontwikkelen. Informatie over dit gen is vrij recent. Er is nog weinig bekend over de exacte functie van UBE3A maar het lijkt erop dat dit gen een belangrijke rol speelt in de ontwikkeling van de hersenen. In het geval van het Angelman Syndroom wordt verondersteld dat het UBE3A –gen, door het niet labelen van de eiwitten die moeten worden afgebroken in de hersenen, bijdraagt  aan de vele neurologische problemen van het Angelman Syndroom (als het al niet de gehele veroorzaker is van AS).

De 15q11-13 deletie: een deletie is een ontbrekend stuk uit een chromosoom. Er zijn vele factoren die een deletie kunnen veroorzaken. Toch lijkt het erop dat de meeste deleties spontaan (zonder enige aanleiding) ontstaan. Er wordt verondersteld dat bij ongeveer 70% van de Angelman Syndroom patiënten een spontane deletie aanwezig is, zonder bekende oorzaak, in het 15q11-13 gebied van het  van de moeder geërfde chromosoom 15. Er zijn vele genen gelokaliseerd in dit gebied. De exacte functie van al deze genen is nog niet bekend. Er bestaat een theorie die zegt dat de grootte van de deletie in dit gebied het uiterlijk van  Angelman Syndroom patienten kenmerkt, bijvoorbeeld een lichte huidskleur (hypopigmentatie).Het lijkt erop dat het P-eiwit cruciaal is in de synthese van melanine, de substantie die het huidspigment aanmaakt. Als die door deletie ontbreekt, is hypopigmentatie het gevolg. Als de deletie zich niet strekt tot de P-eiwit aanmakende gen, hebben de patiënten een normale huidskleur.

Genomische inprenting: Dit is een proces waarin een gen inactief is. Het resultaat is dat maar één van de normaal gesproken twee genen actief is. Inprenting vindt plaats tijdens de ontwikkeling van de eicel en van de zaadcel. Bij het Angelman Syndroom veroorzaakt door inprenting, zijn sommige genen alleen actief op het chromosoom dat geërfd is van de moeder. Ze zijn inactief op het chromosoom geërfd van de vader.

Paternale uniparentale disomie: Dit komt voor als beide chromosomen van een individueel paar geërfd worden van dezelfde ouder. In naar schatting 3 tot 4% van de Angelman Syndroom patiënten is dit de oorzaak van het syndroom. Als het Angelman Syndroom veroorzaakt wordt door paternale uniparentale disomie dan zijn beide kanten van chromosoom 15 geërfd van de vader. Het deel van chromosoom 15 dat geërfd wordt van de moeder is niet aanwezig. Ook in dit geval wordt het Angelman Syndroom veroorzaakt door het feit dat het UBE3A gen niet aanwezig is (wat ook bij deletie het geval is).

Geen bekende oorzaak: in ongeveer 11 procent van de gevallen zijn de hierboven genoemde defecten niet aanwezig, en toch is er sprake van het Angelman Syndroom.