Grundlagen der Genetik und Vererbung

Grundbegriffe der Vererbung

• Merkmal: Ein Attribut von Individuen, das vererbt werden kann.
• Gen: Die Grundeinheit der Vererbung für ein Merkmal. Die Gene befinden sich auf den Chromosomen.
• Allele: Die verschiedenen Varianten, die ein Gen annehmen kann.
• Homozygot: Ein Individuum, das zwei identische Allele für ein Merkmal besitzt.
• Heterozygot: Ein Individuum, das zwei unterschiedliche Allele eines Gens besitzt.
• Genotyp: Die Gesamtheit der Gene, die ein Individuum besitzt.
• Phänotyp: Die Menge der beobachtbaren Merkmale eines Individuums.
• Dominantes Allel: Das Allel, das phänotypisch sowohl bei homozygoten als auch bei heterozygoten Individuen ausgeprägt wird.
• Rezessives Allel: Ein Allel, das nur im homozygoten Zustand phänotypisch ausgeprägt wird.
• Intermediäre Vererbung: Kein Allel dominiert das andere vollständig.
• Kodominante Vererbung: Zwei Allele werden beide phänotypisch vollständig ausgeprägt.

Chromosomentheorie der Vererbung

Thomas H. Morgan entdeckte bei der Fruchtfliege, dass mehrere Merkmale immer gemeinsam vererbt werden.

Die Chromosomentheorie hat verschiedene Aspekte:

• Die Gene sind linear auf den Chromosomen angeordnet.
• Jedes Gen hat einen bestimmten Ort (Locus) auf einem Chromosom.
• Durch das Crossing-over der Chromatiden homologer Chromosomen kommt es zur Rekombination.

Genkopplung und Rekombination

Gekoppelte Gene sind Gene, die auf demselben Chromosom liegen und daher gemeinsam vererbt werden. Die Kopplung gekoppelter Gene kann durch ein Crossing-over aufgehoben werden.

Spezielle Erbgänge und genetische Phänomene

• Hämophilie: Ein Mangel bei der Blutgerinnung.
• Farbenblindheit: Die Unfähigkeit, Rot von Grün zu unterscheiden.
• Epistasie: Das Allel eines Gens maskiert die Ausprägung der Allele eines anderen Gens. Das Individuum zeigt das dadurch bestimmte Merkmal nicht.
• Polygene Vererbung: Einige Merkmale von Individuen, wie Größe oder Gewicht, sind das Ergebnis der summierten Wirkungen vieler Gene.
• Penetranz: Die Häufigkeit, mit der Individuen eines bestimmten Genotyps den entsprechenden Phänotyp tatsächlich ausprägen.
• Expressivität: Der Grad, in dem ein bestimmter Genotyp im Phänotyp ausgeprägt wird.

Genexpression und -regulation

Von der DNA zum Protein

• Kodierende Region: Ein DNA-Abschnitt, der in ein mRNA-Molekül transkribiert wird.
• Terminationssignal: Eine Gruppe von Nukleotiden, die das Ende der Transkription bestimmt.

Das Operon-Modell

Ein Operon ist eine Gruppe von Genen, die für Proteine mit verwandten Funktionen kodieren. Es besteht aus:

• Promotor: Das Startsignal für die Transkription.
• Operator: Eine an den Promotor angrenzende Region.
• Strukturgene: Verantwortlich für die Synthese von RNA.
• Regulatorgene: Synthetisieren Proteine, die die Genexpression regulieren.