Chromatin, genetische Rekombination und Mutationen

1. Das Chromatin ist die Grundsubstanz des Kerns von eukaryotischen Zellen in der Interphase. Der Kern oder die Kerne in der mitotischen Teilung sind durch die Individualisierung des Erbguts gekennzeichnet, und das Chromatin kondensiert zu Chromosomen. Die Chromatiden sind jeweils ein Element, das das Chromosom am Centromer in Längsrichtung teilt. Jede Chromatide enthält nur ein DNA-Molekül und bildet den morphologischen Ausdruck dieses genetischen Materials.

2. Die genetische Rekombination ist eine direkte Folge des Austauschs von genetischer Information, der in meiotischen Chromosomen durch Crossing-over auftritt. Bei diesem Phänomen sind die Paare homologer Chromosomen eng miteinander verbunden und an bestimmten Punkten, den Chiasmen, miteinander verflochten. In dieser Situation sind die Schwesterchromatiden miteinander verflochten, und es kommt zu einem Austausch von DNA zwischen ihnen. Dieser Prozess führt zusammen mit der Mutation zu einer erhöhten genetischen Variabilität. So kann eine Person die günstigste Kombination von Merkmalen ihrer Eltern erwerben, und die sexuelle Fortpflanzung kann die Anpassung an die Umwelt begünstigen.

3.

a) Genmutationen, auch bekannt als Punktmutationen, sind solche, die die Reihenfolge der Nukleotide beeinflussen. Wir unterscheiden zwei Arten von Genmutationen:

• Austausch von Basen: Sie machen etwa 20 % der Genmutationen aus und bestehen aus dem Austausch einer DNA-Base durch eine andere.
• Shift im Leseraster: Sie können Einfügungen sein, also das Hinzufügen eines Nukleotids im DNA-Molekül, oder Deletionen, also das Entfernen eines Nukleotids im DNA-Molekül.

b) Chromosomenmutationen sind auch strukturelle Veränderungen der Chromosomen. Die Variation oder Veränderung betrifft ein Segment des Chromosoms, das mehrere Gene enthält und daher unter dem Mikroskop erkennbar ist, da die Chromosomen mit bestimmten Banding-Techniken gefärbt werden. Änderungen in der Organisation der Gene auf dem Chromosom entstehen durch Brüche während der Reproduktion von Keimzellen, sodass die gebrochenen Chromosomen wieder zusammenfinden und zu anderen als den ursprünglichen führen. Es gibt verschiedene Arten von Chromosomenmutationen: Deletionen, Inversionen, Duplikationen und Translokationen von Fragmenten in den Chromosomen.

c) Genomische Mutationen betreffen die Anzahl der Chromosomen. Diese sind zu unterscheiden:

1. Polyploidie: Diese Mutationen bestehen in der Erhöhung der Anzahl der normalen Sätze von Chromosomen oder Chromosomen jeder Art (z. B. von 2n bis 4n).
2. Haploidie: Dies sind Mutationen, die eine Verringerung der Anzahl der Chromosomensätze in einer Art verursachen.
3. Aneuploidie: Dies sind Mutationen, die nur die Anzahl der Kopien eines Chromosoms oder mehrerer Chromosomen beeinflussen, jedoch nicht den gesamten Satz.