Gregor Mendel und die Grundlagen der Genetik

Gregor Mendel (1822–1884)

Seine Experimente zur Pflanzenzüchtung wurden von zentraler Bedeutung für die Genetik. Er plante seine Versuche mit gegensätzlichen Merkmalen. Verwendete Materialien: grüne und gelbe Samen, glatte und raue Oberflächen. Mit diesen Materialien untersuchte er gegensätzliche Charaktere. Mendel erkannte, dass Vererbung bestimmten Gesetzen folgt und dass man die Merkmale der Nachkommen mit einem hohen Grad an Wahrscheinlichkeit vorhersagen kann.

Mendels Erfolg

Sein Erfolg beruht auf den Ergebnissen, die als Mendelsche Gesetze bekannt sind und die Grundlage der Genetik bilden. Mendels Arbeit über die Vererbung von Merkmalen durch bestimmte Faktoren (Gene) blieb zunächst vergessen, da die Zeit für deren Entdeckung noch nicht reif war. Die Wissenschaftler, die Mendels Werk wiederentdeckten, waren: Tschermak (Österreich), Correns (Deutschland) und De Vries (Niederlande).

Mendelsche Vererbungsregeln

• 1. Gesetz (Uniformitätsgesetz): Bei der Kreuzung zweier reinerbiger Sorten, die sich in einem Merkmal unterscheiden, zeigen die Hybriden der ersten Generation nur das dominante Merkmal. In der zweiten Generation spalten sich die rezessiven Merkmale wieder auf.
• 2. Gesetz (Unabhängigkeitsgesetz): Bei der Kreuzung von Individuen, die sich in zwei Merkmalen unterscheiden, werden diese Merkmale unabhängig voneinander vererbt.

Grundbegriffe der Genetik

• Genetik: Teilgebiet der Biologie, das Vererbung und Variation untersucht.
• Vererbung: Prozess, bei dem biologische Eigenschaften von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden.
• Dominantes Merkmal: Manifestiert sich im Phänotyp der Nachkommen, auch wenn nur ein Gen für dieses Merkmal vorhanden ist.
• Rezessives Merkmal: Manifestiert sich im Phänotyp nur, wenn zwei Gene für dieses Merkmal vorhanden sind.
• Gen: Der Faktor, der eine erbliche Eigenschaft steuert.
• Homozygot (reinerbig): Individuen mit zwei identischen Genen für ein bestimmtes Merkmal.
• Heterozygot (mischerbig): Individuen mit verschiedenen Allelen für ein Merkmal.

Kreuzungstypen und Genexpression

Eine Monohybride Kreuzung betrachtet ein kontrastierendes Merkmal, eine Dihybride Kreuzung zwei gegensätzliche Eigenschaften. Bei der unvollständigen Dominanz ist die Wirkung der Gene komplexer: Dominante und rezessive Merkmale sind nicht immer so deutlich getrennt wie bei der Erbse. Beispiel: Eine Kreuzung zwischen einer Pflanze mit roten Blüten und einer mit weißen Blüten führt in der ersten Generation zu rosa Blüten. Bei Selbstbefruchtung spalten sich die Farben wieder in die Originalfarben Rot und Weiß auf.

Anwendungen der Genetik

Die Anwendungen umfassen die Biotechnologie (Manipulation von Genen) und das Humangenomprojekt, das die Funktion einzelner Gene entschlüsselt und deren Position auf den Chromosomen kartiert. In Venezuela forschen unter anderem die UCV, UDO, LUZ, ULA, das Ezequiel Zamora Kollegium, das IVIC und das FONAIAP.

Klonen

Klonen ist die Erzeugung eines Organismus durch asexuelle Vermehrung, wodurch eine genetisch identische Kopie entsteht. Ein Beispiel für das Klonen ist der Kerntransfer: Der Zellkern einer Körperzelle (z. B. Euterzelle) eines Schafes wird in eine entkernte Eizelle übertragen. Durch einen elektrischen Impuls verschmilzt der Kern mit der Eizelle. Die resultierende Zygote entwickelt sich zum Embryo (Blastozystenstadium) und wird in die Gebärmutter eines Leihmutterschafes implantiert. Nach 150 Tagen wird ein Lamm geboren, das genetisch identisch mit dem Spenderschaf ist.