Grundlagen der Genetik: Mendel, Chromosomen und Vererbung

Grundlagen der Genetik: Ein Fragebogen

Für seine Versuche zur Vererbung wählte Gregor Mendel die Erbse.

Die Mendelschen Gesetze

• 1. Mendelsches Gesetz (Uniformitätsregel): Kreuzt man zwei Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal unterscheiden, so zeigen alle Nachkommen der ersten Generation (F1) das dominante Merkmal der Eltern. Das rezessive Merkmal erscheint erst in der zweiten Generation (F2).
• 2. Mendelsches Gesetz (Spaltungsregel): Kreuzt man zwei Sorten, die sich in zwei Merkmalen unterscheiden, so werden die Anlagen unabhängig voneinander vererbt und können neu kombiniert werden.

Grundbegriffe der Genetik

• Genetik: Der Zweig der Biologie, der die genotypischen Eigenschaften von Organismen und deren Vererbung untersucht.
• Genotyp: Die Gesamtheit der Gene in einer Zelle (das genetische Material).
• Phänotyp: Die Gesamtheit aller beobachtbaren morphologischen und physiologischen Eigenschaften eines Organismus.
• Art: Eine Gruppe von Individuen, die gemeinsame Merkmale besitzen und sich von anderen Arten unterscheiden.

Modellorganismus: Die Fruchtfliege (Drosophila melanogaster)

Die Fruchtfliege ist ein ideales Forschungsobjekt, da sie nur 1 mm groß, einfach zu züchten ist und alle zwei Wochen eine neue Generation hervorbringt.

Chromosomentheorie der Vererbung

Thomas Morgan untersuchte die Vererbung bei Drosophila. Er entdeckte, dass bestimmte Merkmale (wie die Augenfarbe) geschlechtsgekoppelt vererbt werden. Er stellte fest, dass Weibchen zwei identische Geschlechtschromosomen (XX) besitzen, während Männchen ein X- und ein Y-Chromosom (XY) aufweisen.

Jedes Chromosom enthält mehrere Gene, die linear an einem spezifischen Ort, dem Locus, angeordnet sind.

Genetische Kopplung und Kartierung

• Kopplung: Beschreibt, ob Allele zweier Gene während der Meiose unabhängig voneinander getrennt werden oder gemeinsam vererbt werden.
• Chromosomenkarten: Dienen dazu, die Position von Genen (z. B. Mutanten im Vergleich zum Wildtyp) auf dem Chromosom zu bestimmen.

Spezielle Chromosomenformen

Es gibt zwei besondere Arten von Riesenchromosomen:

• Polytänchromosomen: Kommen in verschiedenen Organen von Dipteren, in Makronuklei einiger Ciliaten und in bestimmten Pflanzensamen vor.
• Gefiederte Chromosomen (Lampenbürstenchromosomen): Diese sind unter einem einfachen Lichtmikroskop sichtbar und zeigen, welche chromosomalen Regionen in einer Zelle aktiv sind.

Genbegriff und Rekombination

Das Gen wird in der klassischen Genetik als Einheit der Rekombination, der Veränderung und der Mutation definiert, die den Phänotyp kontrolliert.

Crossing-over: Ein Prozess, bei dem zwei Chromosomen eines Paares Teile ihrer DNA austauschen. Dies beginnt mit der Synapsis und der Bildung des Synaptonemalen Komplexes während der Prophase I der Meiose.