Evolution und Entwicklung

Transkript

1 Evolution und Entwicklung Wie aus einzelnen Zellen die Menschen wurden: Phylogenese Klassische Genetik: Mendel Moderne Genetik: Watson & Crick Wie aus einer einzigen Zelle ein Mensch wird: Ontogenese

2 Vererbung und Umwelt

3 Einflußfaktoren

4 Belege für Evolutionstheorie

5 Stadien der Evolution

6 emeinsamkeiten der DNA zwischen verschiedenen Arten Neuere Evolution

7 Vom Affen zum Menschen

8 Entstehung des Menschen 6 MJ: Menschenaffen -> Australopithecus 2 MJ: Homo habilis/erectus (Werkzeuge) 200 TJ: Neanderthaler (großes Gehirn) 25 TJ: Cro Magnon (Wandmalereien) 10 TJ: sesshafte Bauern und Viehzüchter 3 TJ: Erfindung der Schrift

9 Wie wir früher aussahen...

10 Wer ist der Schlaueste?

11 Gehirnstatistik

12 Neokortex

13 Nahrung für das Gehirn

14 Spezialisierung

15 Mendel s Beobachtungen

16 Mendel sche Regeln Es gibt zwei Arten von Erbfaktoren (Gene) für dichotome Merkmale Die beiden Gene, die für ein bestimmtes Merkmal verantwortlich sind, heißen Allele (homozygot oder heterozygot) Einer der beiden Alleltypen dominiert den anderen (dominant vs rezessiv, Genotyp und Phänotyp) Der Organismus ererbt zufällig eines der Merkmale vom Vater und eines von der Mutter.

17 Menschlicher Chromosomensatz

18 Befruchtung

19 Pause

20 Meiotische Zellteilung

21 Zufällige Verteilung Väterliche und mütterliche Chromosomen werden zufällig miteinander kombiniert. Es ergeben sich 2 N verschiedene Kombinationsmöglichkeiten, wobei N die Anzahl der Chromosomen ist.

22 Crossing Over

23 Autosomal-dominante Vererbung Z.B. Huntington-Krankhei Progressive Bewegungsstörung Schwerer geistiger Verfall Tritt erst ab ca. 40. Lebensjahr auf Unheilbar, Tod meist nach c 15 Jahren

24 Huntington-Krankheit

25 Autosomal-rezessive Vererbung Z.B. Phenylketonurie: Sonderbarer Geruch im Urin durch hohe Konzentration von Phenylbrenztraubensäure. Führt zu verzögerter geistiger Entwicklung Durch Fehlen eines einzelnen Enzyms ausgelöst!

26 Stammbaum bei der PKU

27 X-chromosomale Vererbung Z.B. Rot-Grün-Farbenblindheit: Tritt bei ca. 5% aller Männer auf und fast nie bei Frauen,

28 DNA-Doppelhelix

29 DNA-Replikation

30 Messenger-RNA

31 Der genetische Code

32 Translation

33 Genexpression

34 Selektive Expression

35 Wichtige Fakten Nukleotide (mit ihren vier verschiedenen Basen) sind die elementaren Grundbausteine aller Gene Das menschliche Genom besteht aus etwa 3 Milliarden Nukleotiden und enthält etwa Gene Ein einziges Gen enthält zwischen wenigen Tausend und einige Millionen Nukleotiden

36 Noch mehr Fakten... Ein Bereich eines jeden Gens codiert eine bestimmte Proteinstruktur (der Rest dient zum Teil der Regulation) Sequenzen aus drei Basen (Codons) codieren jeweils eine Aminosäure Alle Proteine sind aus denselben 20 Aminosäuren in unterschiedlicher Anzahl und Sequenz aufgebaut

37 ... und noch mehr! Die meisten Proteine enthalten zwischen 100 und 1000 Aminosäuren Von der Aminosäuresequenz hängt es ab, wie sich ein Protein faltet. Sie bestimmt also die endgültige Form und damit auch die Funktion des Proteins

38 Neuronale Entwicklung 1. Mitosis (Zellteilung, Woche: Zellen pro Minute!) 2. Migration (Zusammenspiel Gene und chemische Umgebung) 3. Differentiation 4. Synaptogenesis (ab 20. Woche, Motorneurone - > Muskeln, erste Bewegungen des Embryos) 5. Zelltod (einige Wochen vor Geburt, vorprogrammiert) 6. Neuordnung und erfahrungsbasierte Selbstorganisation

39 Sechs Schritte der Entwicklung

40 Gehirnentwicklung

41 Neuralplatte

42 Migration

43 Differentiation

44 Synapsenentwicklung

45 Wachstumskegel

46 Chemoaffinität

47 Wegweiserneurone?

48 Topographischer Gradient

49 Zelltod

50 Neuordnung

51 Selbstorganisation

52 Altern und Gedächtnis

53 Zusammenfassung Die Genetik liefert die molekularbiologischen Grundlagen für Phylogenese und Ontogenese. Die Vergrößerung der menschlichen Hirnrinde war die Basis für die kognitive Entwicklung der Menschheit. Embryonalentwicklung wird von sechs Prozessen getragen. Gehirnveränderungen finden über das ganze Leben hinweg statt. Das war s für heute!