Vererbung - Grundlagen

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1 Vererbung - Grundlagen Grundbegriffe Was wird vererbt? Dass Kinder ihren Eltern in vielen Eigenschaften ähnlich sind, ist ja keine Neuigkeit, aber wie ist das möglich? Kinder entwickeln sich ja aus einer Eizelle, die von einem Spermium befruchtet wurde. Sie können also ihre Eigenschaften nicht direkt erben, denn das Ei und das Spermium besitzen die Eigenschaften der Eltern nicht. Es gibt weder ernste Spermien noch fröhlich fabulierende Eier. Goethes Wicht erbt von seinen Eltern weder die Statur noch die Frohnatur, sondern die in den Keimzellen enthaltenen Anlagen für die Ausbildung dieser Eigenschaften und Merkmale. Zur Unterscheidung zwischen dem erkennbaren Merkmal und der verborgenen Erbanlage mit der Information für dieses, verwenden wir die Begriffe Phän (phaneros, gr.: sichtbar) und Gen (gennan, gr.: erzeugen): Das erkennbare Merkmal heisst Phän, die Erbanlage dafür Gen. Lebewesen einer Art haben grundsätzlich die gleichen Merkmale und die gleichen Gene, unterscheiden sich aber in der Ausbildung der Merkmale, die man als Merkmalsform bezeichnet. Bei einer Pflanze kann z. B. das Merkmal Blütenfarbe die Form rot oder weiss haben. Das Gen, das die Blütenfarbe bestimmt, muss also in zwei Varianten vorkommen, von denen die eine zu roten, die andere zu weissen Blüten führt. Man nennt solche Varianten eines Gens, die zu unterschiedlichen Merkmalsformen führen, Allele. Im einfachsten Fall bestimmt ein Gen ein Merkmal. Zwei verschiedene Allele eines Gens führen zu unterschiedlichen Formen desselben Merkmals. Zwei Menschen besitzen also grundsätzlich die gleichen Gene, aber von vielen Genen liegen unterschiedliche Allele vor. Jeder Elter vererbt einem Kind die Hälfte seiner Allele. Welche das sind, ist dem Zufall überlassen. Das Erbgut eines Kindes ist also eine von unzähligen möglichen Mischungen von Allelen seiner Eltern. Darum unterscheiden sich auch Geschwister. Abgesehen von eineiigen Zwillingen ist jeder Mensch ein Unikat, weil er aufgrund der Mischung elterlicher Allele eine einmalige Kombination von Eigenschaften besitzt. 1

2 Neben Phänen wie Augenfarbe oder Blutgruppe, die durch das Erbgut bestimmt sind, gibt es viele Merkmale, deren Ausbildung auch von der Umwelt beeinflusst wird. So haben beim Menschen körperliche Aktivitäten und Essgewohnheiten einen erheblichen Einfluss auf die Statur und das Körpergewicht. Das Erbgut bestimmt den Rahmen, in dem die Merkmalsform durch Einflüsse der Umwelt variieren kann. Wie bei allen Arten besteht das Erbgut auch beim Menschen grundsätzlich aus den gleichen Genen. Von diesen ist ein Teil artspezifisch und bildet die Grundlage der Besonderheit des Menschen. Die restlichen Gene finden wir auch bei anderen Arten, z. B. bei den ebenfalls zu den Primaten gehörenden Affen oder sogar bei allen Wirbeltieren. Grundsätzlich ist die Übereinstimmung im Genbestand von zwei Lebewesen umso höher, je näher verwandt sie sind. Aspekte der Vererbung Wie andere Lebensvorgänge wird auch die Vererbung auf drei Ebenen beobachtet: Ebene der Lebewesen: Die klassische Genetik beobachtet die Vererbung körperlicher Merkmale (Phäne) der Lebewesen. Ebene der Zelle: Die Zellbiologie untersucht die zytologischen Grundlagen der Vererbung. Ebene der Moleküle: Die Molekulargenetik untersucht die molekularen Grundlagen der Vererbung. Regeln der Vererbung - Mendel sche Regeln Versuchsobjekt Gartenerbse 2

3 Monohybrid dominant rezessiver Erbgang Wichtige Definitionen von genetischen Begriffen: 3

4 Mendels Hypothese Chromosomentheorie 4

5 5

6 Chromosomentheorie Test auf Reinerbigkeit durch Selbstbefruchtung oder Rückkreuzung 6

7 Rückkreuzungen 7

8 Dihybrid dominant rezessiver Erbgang Dihybride Rückkreuzungen 8

9 Testkreuzung auf Reinerbigkeit Intermediäre Vererbung unvollständige Dominanz 9

10 Multiple Allelie 10