Warum sehen Kinder ihre Eltern ähnlich?

Transkript

1 Warum sehen Kinder ihre Eltern ähnlich? Du siehst aber deiner Mutter ähnlich! Sieh mal, er hat die Haare wie sein Vater! Du hast wirklich die Augen wie Mama und Oma! Diese oder ähnliche Sätze hat sicherlich schon jeder von uns gehört. Der hat die blonden Haare seines Vaters, hingegen ist seine Schwester der Mutter wie aus dem Gesicht geschnitten. Doch wieso sehen wir unseren Eltern eigentlich ähnlich? Dies hängt mit unseren Genen, Zellen und dem Erbgut zusammen. Um die folgenden Texte über das Erbgut und der Vererbung zu verstehen, ist es wichtig zu wissen, dass wir Menschen, sowie Tiere und Pflanzen, Lebewesen sind. Unser Körper ist aus vielen verschiedenen Zellen aufgebaut. Jede Zelle hat eine wichtige Funktion, die zusammen unser Leben ermöglichen. Eine Zelle besteht aus einem Zellkern, einer Schutzschicht, dem Zellmembran und aus dem Zytoplasma, welches das Innere einer Zelle ist. der Aufbau einer Zelle

2 Das Erbgut Das Erbgut ist in den jeweiligen Zellkernen allen Zellen unseres Körpers vorhanden, dort befindet es sich auf den 46 Chromosomen. Chromosomen sind fadenförmige Gebilde, die aus Proteinen und der Desoxyribonukleinsäure (DNS) besteht, welche aussieht wie ein Doppelstrang in Form einer Helix. Die Chromosomen sind unterteilt in Autosomen und in die Geschlechtschromosom, die Gonosom XX (weiblich) und Xy (männlich). Von den 46 Chromosomen werden nur 23, also die Hälfte, jeweils vom Vater und der Mutter an deren Kinder vererbt. Da Frauen nur ein X-Chromosom als Geschlechtschromosom vererben können, bestimmt sozusagen der Vater das Geschlecht des Kindes, da dieser sowohl das X- als auch das y-chromosom weitergeben kann. Frau (XX) Mann (Xy) Insgesamt sind viele unterschiedliche Erbinformationen wie Aussehen, Gewicht, Charaktereigenschaften und geg. Erbkrankheiten auf den 46 Chromosomen gespeichert. Es besteht immer zu 50% eine Chance diese Informationen von der Mutter oder von dem Vater zu erben. Aus diesem Grund sehen manche Kinder ihrem Vater bzw. ihrer Mutter ähnlicher oder sehen beiden gleich viel ähnlich. Wenn Fehler oder Veränderungen bei der Vererbung der Chromosomen entstehen, kann dies zu Behinderungen oder Fehlgeburt des Kindes führen. Die Meiose Doch wie gelangen eigentlich die in der DNS enthaltenden Erbinformationen der Eltern zu den Kindern? Wie im oberen Test schon beschrieben ist, werden 23 Chromosomen jeweils vom Vater und der Mutter vererbt. Bei der Zellteilung, der sogenannten Meiose, wird aus einem doppelten Chromosomensatz (46 Chromosomen) ein einfacher Chromosomensatz (23 Chromosomen). Dabei kommt es zum Austausch zwischen den

3 Geschlechtszellen, dem Spermium und der Eizelle. Dieser Vorgang wir in zwei Reifeteilungen geteilt. In der ersten Reifeteilung werden die sogenannten homologen Chromosomen, die gelichartig und doppelt sind, von mütterlicher und väterlicher Seite getrennt. Dabei gibt es verschiedene Phasen. Während der Prophase 1 spiralisieren sich die Chromosomen, wobei sich ein väterliches Chromosomen an das mütterliche lagert, und die sich nun überkreuzenden Chromatide täuschen Informationen in Form von genetischen Materialien aus. In der Metaphase 1 befinden sich die Chromosomen in der Mitte der Zelle und die Kernhülle löst sich. Es wird ein Spindelapparat gebildet, diese Struktur ist für die Trennung der Schwesterchromosomen verantwortlich. Dann werden die Chromatide in der Anaphase 1 durch Zufall an die Zellpole gezogen. Weil sich das Zentromer (die Proteinstruktur am Verbindungspunkt der beiden Chromatiden eines Chromosoms, an der die DNS verdichtet wird) nicht teilt, befinden sich nicht 46 Chromatide, sondern 23 homologe Chromosomen an den Zellpolen. Es entstehen in der Telophase 1 zwei haploide Tochterzellen mit unterschiedlichen Erbinformationen. Es bildet sich ein Polkörper, der einen haploiden Chromosomensatz mit Zwei- Chromatid-Chromosomen enthält. Die zweite Reifeteilung trennt die Chromatiden. Die Kernhülle löst sich in der Prophase 2 und in der Metaphase 2 geschieht das Selbe wie in der Metaphase 1. Anschließend teilen sich die Chromatide an den Zentromeren und werden an die Zellpole gezogen. An den Zellpolen sind haploide (einfache) Chromosomensätze. In der Telophase 2 bildet sich die Kernhülle, danach teilt sich das Zytoplasma, welches der gesamte lebende Inhalt einer Zelle ist. Bei der Bildung der Spermazellen bilden sich vier gleich große und fruchtbare haploide Spermien und bei der Eizellenbildung drei kleine unfruchtbare Polkörper (enthält nun einen haploiden Chromosomensatz mit Ein-Chromatid-Chromosomen) und eine große fruchtbare Eizelle. Durch diese Schritte gelangen die in der DNS enthaltenen Erbinformationen zu den Kindern. Der Ablauf der Meiose:

4 Die Mitose Wie wächst aus einer einzigen Zelle ein gesamter Organismus heran? Die Mitose ist die Entstehung von zwei identischen Zellen. Es ist die häufigste Form der Kernteilung, bei der aus einem Zellkern zwei Tochterkerne mit gleichem Erbgut entstehen. Für das Wachstum ist die Mitose wichtig, weil wir so mehr Zellen bilden können. Der Prozess der Mitose lässt sich in mehrere Schritte einteilen. Zuerst bekommt eine Zelle in der Interphase das Signal sich zu teilen, aber davor verdoppelt sie ihren Chromosomensatz. Dabei werden die verdoppelten Chromosomen zu Schwesterchromatiden, weil sie identisch sind und die gleichen Erbgutinformationen besitzen. Danach verfällt die Kernhülle in der Prophase und der Spindelapparat sorgt dafür, dass die Chromatiden angezogen werden, sodass Platz für neue Zellen entsteht. Die Zellmembran wird ebenfalls zerstört, damit die Schwesterchromatiden ins Zytoplasma freigegeben werden. Die folgende Metaphase sorgt dafür, dass sich die Chromatiden in der Mitte der Zelle ausbreiten. In der Anaphase sorgt der Spindelapparat dafür, dass die Schwesterchromatiden getrennt werden und an ihn gezogen werden. Die entstandenen Chromosomen werden in der Telophase wieder von einer Kernhülle umhüllt. Es entsteht eine Riesenzelle, mit zwei Kernhüllen. Die Riesenzelle teilt sich, sodass aus einer großen Zelle zwei normale Zellen werden. Bei beiden Zellen beginnt es wieder mit der Interphase und dies geht immer so weiter mit allen entstandenen Zellen. Schließlich setzt sich die Mitose immer wieder fort. So wächst ein gesamter Organismus aus einer einzigen Zelle heran.

5 Gene Der Mensch besitzt ca bis Gene in seinen Zellen. In den Genen befinden sich die verschiedenen Erbinformationen. Damit Zellen ihre Aufgabe, Proteine aufzubauen, erfüllen können müssen sie eine Art von Code der Gene entschlüsseln. Dieser besteht anfangs aus den vier Bausteinen, den Nukleotiden Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin, die zusammen ein lange Kette der Buchstaben A, C, G und T bilden. Die Ketten können unterschiedlich lang sein. Es kann sein das eines nur 500 Buchstaben lang ist, ein anderes jedoch über tausende fasst. Jedoch kann eine Zelle erst ein Gen lesen, wenn eine Kopie im Zellkern erstellt wurd. Dabei werden aus den Buchstaben T (Thymin) ein U (Uracil). Durch diese Gen-Kopie, den genetischen Code, kann die Zelle entnehmen, welche Aminosäure sie herstellen muss. Die ganze Erbinformation, also die DNA (oben im Bild), einer Zelle wird Genom genannt. In diesen befinden sich alle Informationen die für die Entwicklung notwendig sind. Sogenannte Allele können an unterschiedlichen Stellen der Chromosomen liegen. Sie bestimmen die Ausprägung eines Gens. Manche sind rezessiver, andere sind dominanter gegenüber anderen Allelen. Dies lässt sich anhand der Vererbung der Augenfarben gut erklären. Wenn einem Kind von dem einen Elternteil ein blaues Allel und von Dem anderen ein braunes Allel vererbt, bekommt das Kind braune Augen, da das Allel für braune Augen dominanter gegenüber dem Allel für blaue Augen ist. Jedoch bleibt die Erbinformation der blauen Augen vom Kind erhalten, sodass es weiter gegeben werden kann.

6 Albinismus Melanin, ein Pigment, ist für die Haar- und Hautfarbe verantwortlich. Sie kommt in der Aminosäure Tyrosin überall im Körper vor und ist farblos. Jedoch wird Farbstoff in den Haaren und in Hautzellen umgewandelt. Diandra Forrest (Model mit Albinismus) Connemara-Pony mit doppeltem Cream Gen Doch was ist bei Albinos anders? Albinismus bezeichnet eine angeborene Krankheit der Melanine. Bei welcher die Enzyme, die für die Produktion von dem Pigment Melanin benötigt werden, nicht funktionieren. Meistens ist der Grund die Mutation zweier Gene. Jedoch ist Albinismus nur rezessiv vererbbar und deshalb eher selten. Menschen mit Albinismus haben sonnenempfindlichere Haut aufgrund sehr heller Haut und eine beschränkte Sehstärke. Außerdem sind deren Augen und Haare meist hell. Auch die helle Haut-, Haar- und Augenfarbe bei Europäern lässt sich teilweise auf Albinismus Typ OCA 2 zurückführen. Auch bei Tieren gibt es dieses Gen. Bei Pferden unterscheidet man unter verschiedene Arten des sogenannten Cream-Gen. Dieses ist eine Art des Albinismus. Es wird jedoch dominant vererbt. Fuchse (rötlich), Palominos (beige), Bukskin-Falbe (goldfarbend mit dunkelbraun), Smoky-Black (hellbraun bis schwarz) haben jeweils nur ein Cream-Gen. Wenn zwei gleichartige der jeweiligen Farben gekreuzt werden entstehen Fohlen mit dem doppelten Cream-Gen (Fuchse werden zu Cremellos (cremefarbend mit rosa Haut und hellblauen Augen), Bukskin-Falben zu Perlino (creme- bis elfenbeinfarnend), Smoky-Black zu Smoky-Silver oder Smoky-Cream(

7 weißgrau bis hellbeige mit blauen Augen und rosa Haut.)) Bei manchen Rassen wie bei Connemara-Ponys sind sogenannte blue eyed cream (creamfarbendes Fell, rosa Haut und blaue Augen), also das doppelte Cream-Gen nicht erwünscht. Sowie Menschen sind Pferde mit heller Haut und Augen sonnenempfindlich. Unser Fazit Kinder sehen ihren Eltern ähnlich, weil die Erbinformationen, die Chromosomen, bei der Zeugung weiter geleitet werden. Sie erben verschiedene Eigenschaften der Mutter und des Vaters wie z.b. die Haarfarbe oder die Augenfarbe und leiten diese Eigenschaften weiter, sodass die Enkel ebenfalls bestimmte Gene erben können. Die Erbinformationen sind in jeder einzelnen Zelle enthalten und gehen nicht verloren, da sich die Zellen vervielfachen.