Mendelsche Regeln: Genotyp, Phänotyp und Vererbung einfach erklärt

Grundbegriffe der Vererbungslehre

Der Phänotyp umfasst alle morphologischen, biochemischen, verhaltensbezogenen usw. Merkmale, die ein Lebewesen zeigt. Ein Teil des Phänotyps ist erblich, ein anderer Teil wird durch die Umwelt bestimmt. Der Phänotyp ist also nicht allein durch die Gene festgelegt.

Der Genotyp eines Lebewesens stellt die Gesamtheit aller genetischen Informationen eines Individuums dar, die es von seinen Vorfahren erhalten hat. Die meisten Gene bestimmen Merkmale, die im Phänotyp sichtbar werden; andere Gene werden unter bestimmten Umständen nicht ausgeprägt.

Genetik und Gene

Die Genetik ist die Wissenschaft von der Vererbung und der Variation der Lebewesen. Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA, der für die Ausprägung eines bestimmten Merkmals verantwortlich ist. Als Allele bezeichnet man die verschiedenen Varianten eines Gens an derselben Stelle auf dem Chromosom.

Homozygot und heterozygot

Ein Individuum ist homozygot, wenn beide Allele eines Gens gleich sind, zum Beispiel (AA) oder (aa). Es ist heterozygot, wenn die Allele unterschiedlich sind, zum Beispiel (Aa).

Bei heterozygoten Individuen bestimmt das dominante Allel das Erscheinungsbild, sofern vollständige Dominanz vorliegt. Das rezessive Allel wird dann nur bei Homozygotie sichtbar.

Zygote, Gameten und Chromosomen

Die Zygote entsteht, wenn sich eine weibliche und eine männliche Gamete (Keimzelle) vereinigen. Gameten sind haploide Keimzellen, die bei der Befruchtung zu einer neuen individuellen Zelle verschmelzen.

Chromosomen sind fadenförmige Strukturen aus Chromatin, die sich bei der Zellteilung (Mitose und Meiose) im Zellkern organisieren.

Vererbungsformen und Dominanzverhältnisse

Kodominanz und Intermediärer Erbgang

Bei Kodominanz zeigen beide Allele ihre Wirkung gleichzeitig. Beim intermediären Erbgang dominiert keines der Allele vollständig; das heterozygote Individuum zeigt eine Mischform beider Merkmale.

Vollständige Dominanz

Bei vollständiger Dominanz überdeckt das dominante Allel im Heterozygoten die Wirkung des rezessiven Allels vollständig. Das dominante Merkmal erscheint in der ersten Generation (F1), während das rezessive Merkmal in der zweiten Generation (F2) wieder auftritt.

Allelie und Erbgang

Allelie bezeichnet die Existenz mehrerer alternativer Formen eines Gens, die sich in ihrer DNA-Sequenz unterscheiden und zu konkreten Veränderungen der Genfunktion führen können.

Die Mendelschen Regeln

Gregor Mendel führte Kreuzungsversuche mit Erbsen durch und formulierte drei grundlegende Regeln:

• Uniformitätsregel (1. Mendelsche Regel): Kreuzt man zwei reinerbige Elternlinien, die sich in nur einem Merkmal unterscheiden, sind alle Nachkommen der ersten Tochtergeneration (F1) hinsichtlich dieses Merkmals einheitlich.
• Spaltungsregel (2. Mendelsche Regel): Die Allele eines Gens werden bei der Bildung der Gameten getrennt und vereinigen sich bei der Befruchtung wieder. In der F2-Generation treten die Merkmale daher im Verhältnis 3:1 auf.
• Unabhängigkeitsregel (3. Mendelsche Regel): Bei Kreuzungen mit zwei oder mehr Merkmalen werden die Gene für verschiedene Merkmale unabhängig voneinander vererbt.

Kreuzungsarten

Bei einer monohybriden Kreuzung betrachtet man nur ein Merkmal, zum Beispiel die Blütenfarbe der Erbse. Bei einer dihybriden Kreuzung werden zwei Merkmale gleichzeitig untersucht.

Dominant und rezessiv

Ein dominantes Merkmal zeigt sich bereits im heterozygoten Zustand in der ersten Generation. Ein rezessives Merkmal tritt nur bei homozygoten Individuen auf und erscheint häufig erst in der zweiten Generation.

Weitere Begriffe

• Erbanlage: Ein Abschnitt der DNA, der die Ausprägung eines bestimmten Merkmals festlegt.
• Gametenreduktion (Reduktionsteilung): Bei der Meiose wird die Chromosomenzahl halbiert, sodass Gameten nur einen Chromosomensatz enthalten.
• Erbgang: Die Übertragung von Erbinformationen von einer Generation auf die nächste.