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1.
Grundwissen
Genetik, einige Erklärungen vorab:
Die
Struktur und die Vitalfunktionen eines jeden Organismus sind durch Proteine
gewährleistet. Diese sind Biomoleküle mit unterschiedlichen
biologischen Aufgaben (Strukturproteine, Enzyme, Hormone etc...)
Die Gene
stellen den "Bauplan" der Proteine dar: sie beinhalten die Information
ihrer Zusammensetzung und können diese durch Replikation weitergeben.
Das ist die Basis der Vererbung.
Gene
sind
Teilstücke der DNA
und tragen die Information für die Eigenschaften des Individuums (z.B.
die Augenfarbe). Die Gene liegen auf den Chromosomen
an Stellen, die Locus
gennant werden. Die meisten Zellen sind mit einem doppelten
Chromosomensatz versehen, sie sind diploïd. In einem
Chromosomenpaar stammt eines immer von der Mutter und das andere vom
Vater.
Die
haploïden Sexualzellen
haben nur einen einfachen Chromosomensatz. Sie entstehen durch eine
besondere Art der Zellteilung, der Meiose, die aus einer diploïden
Zelle die Gameten bildet.
Bei dieser Teilung werden die Chromosomen eines Chromosomenpaares
zufallsbedingt auf die Gameten verteilt, so dass diese sich genetisch
immer voneinander und von der Ursprungszelle unterscheiden. Das erklärt
die Diversität der Nachkommen.
Gene
auf
dem selben Locus
eines Chromosomenpaares, können auch nicht identisch sein, sondern
kleine Varianten aufweisen: man spricht dann von verschiedenen Allelen
eines Genes. Alle Allele der Chromosomenpaare eines Organismus stellen
seinen Genotypen
dar. Was davon von aussen sichtbar ist, nennt man den Phänotypen.
Wenn
beide
Allele eines Genes auf dem Chromosomenpaar identisch sind, sagt man von
dem Individuum, dass er homozygot
für dieses Gen ist; sind die Allele unterschiedlich, ist das Lebewesen heterozygot
auf dieses Gen.
Gibt es in einer Population nur noch ein einziges Allel eines Genes,
bezeichnet man dieses als "fixiert".
Das ist der Fall für viele von den Genen, die die Farbe der Deutschen
Dogge bestimmen. Im Falle der Heterozygotie haben beide Allele ein ganz
bestimmtes Verhältnis: das dominante
Allel unterdrückt die Äusserung des rezessiven
Allels. Der Phänotyp wird dann vom dominanten Allel bestimmt. Damit ein
rezessives Gen sich äussern kann, muss es homozygot vorhanden sein,
d.h. von beiden Eltern übertragen worden sein.
Es
gibt
aber auch Gene, dessen beide Allele sich immer äussern, und ihre
eigenen Abweichungen hervorrufen: diese Allele werden co-dominant
oder intermediär
genannt, denn keines dominiert das andere.
Das Vorhandensein oder das Fehlen eines co-dominanten Allels ist immer
sichtbar, und der heterozygote Genotyp hat einen anderen Phänotyp (=
sieht anders aus), als die beiden homozygoten Genotypen. Ausgehend von
2 Allelen, kann man 3 verschiedene Phänotypen erhalten, anstatt von
zweien im Falle eines klassischen dominant-rezessiven Verhaltens.
Dies sind allerdings nur die einfachsten Beispiele der genetischen
Vererbung, die Realität sieht meistens anders aus:
->
obgleich ein Gen immer für ein bestimmtes Protein codiert, kann eine
phänotypische Eigenschaft von mehreren Genen abhängen: das ist die
Polygenie
->
manche Gene können die Äusserung anderer Gene verändern: es sind
genetische Modifikatoren
->
ein Dominanzverhalten kann auch inkomplett sein: in diesem Fall äussert
sich das rezessive Allel, aber nur etwas.
2. Die Übertragung der Gene
Die
genetische Diversität einer Population ist das Ergebnis der erneuten
Durchmischung der Allele bei jeder neuen Generation. Wie schon erwähnt,
haben die somatischen Zellen, alle zwei Exemplare eines jeden
Chromosomes. Bei der Meiose, der Produktion der Geschlechtszellen (=
Gameten: Eizelle und Spermien), werden die homologen Chromosomenpaare
getrennt und zufallsbedingt aufgeteilt. Jede Sexualzelle erhält nur ein
einziges Chromosom jeden Chromosomenpaares. Im Falle der Homozygotie
auf ein Gen, sind alle Eizellen oder Spermien identisch, bezüglich
dieses Genes. Im Falle der Heterozygotie, findet sich jedes Allel in
50% der Gameten. Das liefert uns die statistische Grundlage für die
Wahrscheinlichkeitsrechnung, wie oft welcher Genotyp welchen Phänotypen
hervorruft. Man sollte jedoch bedenken, dass unterschiedliche Genotypen
sehr ähnliche oder gar identische Phänotypen hervorrufen können: so wie
z.B. das dominante Allel sich immer äussert, egal ob es homozygot oder
heterozygot vorliegt!
Bei
der Befruchtung finden sich die Chromosomen mütterlicher-, wie
väterlicherseits in der befruchteten Eizelle zusammen, und ergeben den
Genotypen des neuen Individuums.
Eine
Eizelle und ein Spermium mit jeder einem einfachen Chromosomensatz (1n)
bilden zusammen die befruchtete Eizelle, die erste Zelle des neuen
Organismus, der erneut einen doppelten Chromosomensatz (2n) vorweist
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