Die Chromosomentheorie der Vererbung und Genkopplung
Die Sutton-Boveri-Chromosomentheorie
Im Jahr 1902 schlugen zwei unabhängig voneinander arbeitende Forscher – Walter Sutton in den Vereinigten Staaten und Theodor Boveri in Deutschland – vor, dass die erblichen Faktoren (Gene) auf den Chromosomen zu finden sind. Sie beobachteten Parallelen zwischen der Vererbung der mendelschen Erbanlagen und dem Verhalten der Chromosomen während der Meiose und Befruchtung. Dies ist heute als die Sutton-Boveri-Chromosomentheorie der Vererbung bekannt.
Im Jahr 1909 führte William Bateson den Begriff Genetik ein, um die Wissenschaft der biologischen Vererbung zu beschreiben. Wilhelm Johannsen schlug kurz darauf den Begriff Gen als Ersatz für Mendels „Erbanlage“ vor.
Auf der Suche nach Beweisen für diese Theorie ist besonders die Arbeit von McClung, Stevens und Wilson hervorzuheben, die die Anzahl der Chromosomen in den Zellen von Insekten untersuchten. Männliche Individuen besaßen neben den homologen (gleichen) Chromosomen ein ungleiches Paar, bestehend aus einem X- und einem Y-Chromosom (Heterochromosomen). Diese Heterochromosomen wurden auch als Geschlechtschromosomen bezeichnet, während die übrigen Chromosomen als Autosomen bekannt sind.
Bestätigung der Chromosomentheorie
Im Jahr 1910 begann Thomas Hunt Morgan seine Arbeit mit der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster). Im Jahr 1911 stellte Morgan fest, dass es vier Kopplungsgruppen von Merkmalen gibt. Er nahm daher an, dass sich die Gene auf den Chromosomen befinden. Gene auf demselben Chromosom neigen dazu, gemeinsam vererbt zu werden – ein Phänomen, das er als gekoppelte Gene (Genkopplung) bezeichnete. Laut Morgan sind die Gene auf den Chromosomen linear angeordnet, also nacheinander. Durch das Crossing-over der Chromatiden kommt es zur homologen Rekombination.
Genkopplung und Chromosomenkarten
Die Genkopplung beschreibt die Tendenz von Genen, die auf demselben Chromosom liegen, gemeinsam vererbt zu werden. Bei der Untersuchung der phänotypischen Verhältnisse der Nachkommen wurde beobachtet, dass bestimmte Merkmale häufiger gemeinsam auftreten, als es durch die zufällige, unabhängige Segregation zu erwarten wäre. Daher wird die Kopplung meist als Abweichung von den Erwartungswerten der unabhängigen Segregation bei einer Testkreuzung definiert.
Je höher die Frequenz rekombinanter Individuen (also die Rekombinationshäufigkeit) ist, desto größer ist der Abstand zwischen den gekoppelten Genen. Die Anordnung der Gene auf den Chromosomen und die Abstände zwischen ihnen werden in einer Chromosomenkarte (Genkarte) dargestellt.
Die Vererbung des Geschlechts
Das Konzept des Geschlechts
Lebewesen mit geschlechtlicher Fortpflanzung bringen Keimzellen (Gameten) hervor, die nur die Hälfte der Chromosomen enthalten. Wenn zwei Gameten unterschiedlicher Herkunft verschmelzen, entsteht ein neues Individuum. Individuen, die bewegliche Gameten (Spermien) produzieren, werden als männlich bezeichnet, während diejenigen, die unbewegliche, nährstoffreiche Gameten (Eizellen) produzieren, weiblich genannt werden.
Bei geschlechtlichen Lebewesen gibt es zwei Arten von Geschlechtsmerkmalen: die primären und die sekundären Geschlechtsmerkmale. Letztere sind Merkmale, die Männchen und Weibchen äußerlich voneinander unterscheiden, jedoch nicht direkt für die Fortpflanzung notwendig sind.
Die Bestimmung des Geschlechts kann je nach Organismenart sehr unterschiedlich sein. In diploiden Organismen ist der übliche Mechanismus genetisch bedingt und wird durch ein Paar von Chromosomen gesteuert, die als Geschlechtschromosomen (Heterochromosomen) bezeichnet werden.