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B978-3-437-42836-4.00033-3

10.1016/B978-3-437-42836-4.00033-3

978-3-437-42836-4

Kreuzungsschema zwischen Aa und AA

Tab. 33.1
A A
A ? ?
a ? ?

Vollständiges Kreuzungsschema zwischen Aa und AA

Tab. 33.2
A A
A AA AA
a Aa Aa

Kreuzungsschema der Uniformitätsregel AA × aa

Tab. 33.3
a a
A Aa Aa
A Aa Aa

Kreuzungsschema der Spaltungsregel Aa × Aa

Tab. 33.4
A a
A AA Aa
a Aa aa

Kreuzungsschema der Unabhängigkeitsregel AaBb × AAbb

Tab. 33.5
Ab Ab
AB AABb AABb
Ab AAbb AAbb
aB AaBb AaBb
ab Aabb Aabb

Die Mendelschen Regeln

Mendelsche RegelnIn diesem Kapitel befassen wir uns mit den Regeln der Vererbung. Es lohnt sich, Zeit ins Verständnis der Inhalte zu investieren, da man sich so sehr viel stures Faktenpauken ersparen kann.

Die Mendelschen Regeln eignen sich gut, um sich ein solides Vokabular an genetischen Fachbegriffen anzueignen.

Wir wissen bereits, dass ein Gen ein Abschnitt der DNA ist, der für aktive RNAs oder Proteine codiert. Ein Gen sitzt immer an einem bestimmten Ort auf dem Chromosom, den man in der Genetik als Locus bezeichnet.

Nun kann ein Gen aber verschiedene Zustandsformen bzw. Ausprägungen haben. Nehmen wir an, dass sich an einem bestimmten Locus ein Gen für eure Haarfarbe befindet. Da wir Menschen über einen diploiden Chromosomensatz verfügen, ist dieses Gen zweimal vorhanden, einmal von eurer Mutter und einmal von eurem Vater. Diese zwei Gene sind allerdings nicht völlig identisch. Sie codieren zwar beide für das Merkmal Haarfarbe, unterscheiden sich aber geringfügig in ihrer Basensequenz. Diese Unterschiede führen zu unterschiedlichen Ausprägungen des Merkmals, z. B. blond und schwarz.

Die Ausprägungen eines Gens bezeichnet man als Allele. Welche Allele wir in unseren Zellen haben (also unser GenotypGenotyp), bestimmt, wie wir aussehen (PhänotypPhänotyp).

Wenn wir für ein Gen zwei identische Allele haben (z. B. zweimal blond), bezeichnet man das als homozygot. Der entstehende Phänotyp ist klar: blond!

Besitzen wir allerdings ein Allel für schwarze und ein anderes für blonde Haare (heterozygot), ist die Sache schwieriger. Es gibt Allele, die so durchsetzungsstark sind, dass nur ihr Merkmal zur Ausprägung kommt. Man bezeichnet sie als dominantdominant. Wäre in unserem Fall Schwarz das dominante Allel, würden sich schwarze Haare als Phänotyp zeigen. Das rezessiverezessiv Allel (blond) könnte keinen Einfluss auf den Phänotyp nehmen.

Dieser dominant/rezessive Erbgang sollte euch auf jeden Fall ein Begriff sein.

Manche Merkmale vererben sich allerdings intermediär. Dabei dominiert kein Allel das andere und es entstehen Mischformen. Angenommen die Haarfarbe würde einer intermediären Vererbung folgen, so läge beim Vorhandensein der Allele für blond und schwarz der Phänotyp irgendwo dazwischen (braun).

Bei einem kodominantenkodominant Erbgang haben ebenfalls beide Merkmale Einfluss auf den Phänotyp. Dabei entsteht allerdings keine Mischform, sondern es kommt zur Ausprägung beider Merkmale. Das wäre quasi so, als hätte man in gleichem Maß schwarze und blonde Haare auf der Kopfhaut. Den kodominanten Erbgang werden wir v. a. im Zusammenhang mit der Vererbung der BlutgruppenantigeneBlutgruppenantigene kennen lernen.

Welchem Erbgang folgt die Haarfarbe in Wirklichkeit? Wie so oft beim Menschen ist es nicht so einfach und die Haarfarbe unterliegt einer Vielzahl von Einflussfaktoren, wobei eine dunkle Haarfarbe sich stärker durchzusetzen scheint.

Wir wollen uns nun mit der Vererbung von Merkmalen nach den Mendelschen Regeln befassen. Dafür müssen wir allerdings noch ein paar Dinge klären:

  • Anstelle von Eltern und Kindern bzw. Nachkommen sprechen wir von der Parentalgeneration und der Filialgeneration.

  • In den Kreuzungsschemata, die wir für unsere Erbgänge verwenden, werden die Merkmale durch Buchstaben repräsentiert. Zum Beispiel erhält das Merkmal Haarfarbe den Buchstaben A. Handelt es sich um einen dominant/rezessiven Erbgang, erhält das dominante Allel (schwarz) einen Großbuchstaben und der Buchstabe des rezessiven Allels wird kleingeschrieben. Ein Individuum, das heterozygot für diese Merkmale ist (also Allele für schwarz und blond besitzt), hätte entsprechend den Genotyp Aa.

  • In den Keimzellen finden sich keine zwei Allele, sondern nur eins. Warum? Im Rahmen der Meiose werden die homologen Chromosomenpaare getrennt, sodass die Keimzellen nur haploid sind. Entsprechend produziert unser Individuum mit dem Genotyp Aa entweder Keimzellen mit dem Allel für schwarz (A) oder mit dem Allel für blond (a).

Kreuzungsschemata

KreuzungsschemataBevor wir uns mit den Regeln, die Mendel aufgestellt hat, auseinandersetzen, müssen wir zunächst die Kreuzungsschemata verstehen. Nehmen wir an, in unserer Parentalgeneration gibt es 2 Elternteile mit den Genotypen Aa und AA. Um das Kreuzungsschema aufzustellen, müssen wir uns nun anschauen, welche Keimzellen die Eltern bilden können. Elternteil Aa kann sowohl Keimzellen vom Typ A als auch vom Typ a bilden, wohingegen Elternteil AA nur Keimzellen vom Typ A bilden kann. Das Kreuzungsschema lautet entsprechend (Tab. 33.1):
Indem wir das Kreuzungsschema vervollständigen, erhalten wir die möglichen Genotypen, die sich bei den Kindern, also in der Filialgeneration, finden könnten (Tab. 33.2):

Regel (Uniformitätsregel)

UniformitätsregelWelche Nachkommen entstehen bei der Kreuzung von Eltern, die für ein Merkmal homozygot sind, sich aber in den Allelen voneinander unterscheiden? Ein Elternteil hat also den Genotyp AA, der andere den Genotyp aa.
Wir betrachten das Kreuzungsschema (Tab. 33.3):
Wir sehen: Egal wie viele Nachkommen es gibt – sie haben alle den gleichen Genotyp (natürlich auch Phänotyp), sind also uniform.

Regel (Spaltungsregel)

SpaltungsregelFür die zweite Mendelsche Regel kreuzen wir die Individuen unserer ersten Filialgeneration (F1) untereinander und betrachten, was in der F2-Generation passiert (Tab. 33.4).
Wir sehen: Die F2-Generation ist nicht uniform. Stattdessen finden sich alle möglichen Merkmalskombinationen. Sie spalten sich in ein ganz bestimmtes Verhältnis nämlich Aa:AA:aa = 2:1:1.

Regel (Unabhängigkeits-/Neukombinationsregel)

UnabhängigkeitsregelNeukombinationsregelDie 3. Mendelsche Regel ist nur bedingt gültig. Betrachtet man verschiedene Merkmale (z. B. Haut und Augenfarbe) und ihre Allele, so stellt man fest, dass diese Merkmale unabhängig voneinander vererbt werden. Das Ganze gilt allerdings nur, wenn sich die Merkmale nicht auf demselben Chromosom befinden, denn dann kommen sie natürlich immer gemeinsam in eine Keimzelle (das wusste Mendel aber noch nicht). Damit ihr mal gesehen habt, wie ein Kreuzungsschema für zwei Merkmale aussieht, werfen wir noch schnell einen Blick darauf, bevor wir unser erworbenes Wissen auf Stammbäume anwenden. Die Genotypen der Parentalgeneration wurden dabei zufällig ausgewählt (Tab. 33.5).

Zusammenfassung

  • Uniformitätsregel: Paaren sich Individuen, die sich in einem Merkmal unterscheiden, für das sie homozygot sind, so sind die Individuen die Nachkommen uniform.

  • Spaltungsregel: Kreuzt man heterozygote Individuen, zeigen sich verschiedene Geno- und Phänotypen.

  • Unabhängigkeitsregel: Einige Merkmale werden unabhängig voneinander vererbt (wenn sie nicht auf demselben Chromosom liegen), sodass es beim Kreuzen auch zu neuen Merkmalskombinationen kommen kann.

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