Grundlagen der Genetik: Chromosomen, Mitose und Meiose

Grundlagen der Genetik

Der Mensch besitzt 46 Chromosomen, die in 23 Paaren angeordnet sind.

Wichtige genetische Begriffe

• Diploider Chromosomensatz (2n): Die Anzahl der Chromosomen in jeder Körperzelle einer Pflanze oder eines Tieres. Bei der Spermienproduktion erhält die Hälfte der Spermien ein Y-Chromosom und die andere Hälfte ein X-Chromosom, während Eizellen ausschließlich X-Chromosomen enthalten.
• Gene: Ein DNA-Abschnitt, der den Code für die Herstellung eines Proteinmoleküls enthält. Gene liegen auf dem Chromosom immer an der gleichen Stelle (Genort).
• Allel: Verschiedene Versionen eines Gens. Wird ein Allel exprimiert und beeinflusst das äußere Erscheinungsbild, nennt man es dominantes Allel; andernfalls ist es ein rezessives Allel.
• Genotyp: Die genetische Ausstattung eines Organismus (die vorhandenen Allele).
  • (TT) oder (tt) = homozygot (reinerbig)
  • (Tt) = heterozygot (mischerbig)
• Phänotyp: Das äußere Erscheinungsbild, das durch die Ausprägung der Allele entsteht.

Mitose: Zellteilung bei Körperzellen

Die Mitose findet ausschließlich in somatischen Zellen statt und dient dem Wachstum von Muskeln, Knochen oder Pflanzenteilen.

1. Kurz vor der Zellteilung erscheinen die Chromosomen im Zellkern.
2. Die Chromosomen werden dicker.
3. Jedes Chromosom besteht nun aus zwei Chromatiden.
4. Die Kernmembran verschwindet und die Chromatiden werden zu den entgegengesetzten Enden der Zelle gezogen.
5. Eine neue Kernmembran bildet sich um jeden Satz von Chromatiden.
6. Die Zelle beginnt sich zu teilen. Die Zellteilung endet mit zwei Tochterzellen, die jeweils die gleiche Anzahl an Chromosomen wie die Mutterzelle besitzen.

Meiose: Bildung von Gameten

1. Die Chromosomen erscheinen (rot vom mütterlichen Organismus, blau vom väterlichen).
2. Homologe Chromosomen liegen nebeneinander.
3. Die Kernmembran verschwindet und die entsprechenden Chromosomen bewegen sich zu den gegenüberliegenden Enden der Zelle.
4. Jedes Chromosom besteht nun aus zwei Chromatiden.
5. Eine zweite Teilung findet statt, um die Chromatiden zu trennen.
6. Es entstehen vier Gameten, die jeweils nur die Hälfte der ursprünglichen Chromosomenanzahl enthalten.

Unterschiede zwischen Mitose und Meiose

• Mitose: Tritt bei der Teilung von Körperzellen auf. Ein vollständiger diploider Chromosomensatz wird an jede Tochterzelle weitergegeben. Bei der asexuellen Fortpflanzung entstehen so Klone, die einander und den Eltern identisch sind.
• Meiose: Tritt bei der Bildung von Gameten (Geschlechtszellen) auf. Nur die Hälfte der Chromosomen wird weitergegeben. Die homologen Chromosomen und ihre Gene werden zufällig zwischen den Gameten verteilt. Neue Organismen, die durch Meiose bei der sexuellen Fortpflanzung entstehen, zeigen daher Variationen gegenüber ihren Eltern und untereinander.