Fragen zur Genetik
Themen:
- Vererbung (Mendelsche Gesetze)
- Zellteilung (Meiose)
Mendelsche Regeln:
Uniformitätsgesetz
Kreuzt man zwei Individuen einer Art, die reinrassig sind, so sind die nachkommend der F 1 -Generation gleich (uniform).
2. Spaltungsregel
Kreuzt man die Individuen der uniformen F 1, so ist die daraus hervorgehende F 2 im betreffenden Merkmal nicht mehr einheitlich. Im intermediären Erbgang ist das Verhältnis 1:2:1; im dominant rezessiven 3:1.
Gesetz der Neukombination
Kreuzt man die Individuen der gleichen Art, die sich in mehreren Merkmalspaaren reinerbig unterscheiden, so gelten für jedes Merkmalspaar Uniformitäts- und Spaltungsgesetz. In der F2 treten auch neue Merkmalskombinationen auf. (dihybrid 9:3:3:1)
Testkreuzung GG oder Gg mit gg › 1:1
Kriterien für bestimmte Erbgänge
autosominal-dominant:
- Merkmal tritt in jeder Generation auf
- Merkmal tritt in beiden Geschlechtern ungefähr gleich häufig auf
- Merkmale treten auch bei Heterozygoten auf
autosomal-rezessiv:
- Merkmal muss nicht in jeder Generation auftreten
- Merkmal tritt in beiden Geschlechtern ungefähr gleich häufig auf
- tritt bei homozygot rezessiven Personen auf
- Merkmals freie heterozygote Eltern werden Merkmalsträger bekommen
X-chromosomal-rezessiv:
- Merkmal muss nicht in jeder Generation auftreten
- Merkmalsträger: weiblich homozygot rezessiv
- männlich hemizygot rezessiv
- gehäuft Männer als Merkmalsträger
- erkrankte Väter können gesunde Söhne bekommen
- gesunde Mütter ê kranke Söhne = Konduktorin (heterozygot)
Mitose (= Zellteilung):
Bedeutung der Mitose:
Sicherung der unveränderten und vollständigen Weitergabe, der in den Chromosomen liegenden Erbsubstanz von Zelle zu Zelle.
Die Kernteilung geht stets einer Zellteilung voraus. Die Mitose ist diejenige Form der Teilung, die genetisch „gleichwertige“ Zellen zur Folge hat und bei der Chromosomensatz dem der Ausgangszelle entspricht.
(› gleichwertige Verteilung der Erbinformation auf die Tochterzellen)
Prophase:
- schraubige Aufrollung und Verkürzung der Chromosomen (sichtbare Transportform)
- Spaltung in die beiden Chromatiden
- Auflösung von Nucleus und Kernmembran
- Ausbildung der Kernspindel› Centriolen wandern zu den entgegengesetzten Polen
- ca. 60 min.
Metaphase:
- Anordnung der Chromosomen in der Äquatorialebene
- Spindel fasern heften sich an Centromeren an
- ca. 10 min
Anaphase:
- Chromosomen werden von den Zugfasern zu den Polen gezogen
- ca. 10 min.
Telophase:
- Spindelfaser Apparat löst sich wieder auf
- Nukleolus und Kernmembran werden neu gebildet
- Chromosomen strecken sich wieder (Funktionsform)
- Durch Schnürung d. Zelle in 2 Tochterzellen, anschließend Interphase in den Tochterzellen: a) Wachstum der Zellen; b) identische Reduplikation d. Chromatin zu fertigen Chromosomen
Interphase: (Chromosomen lang gestreckt› unsichtbar)
- Replikation der DNA (identische Verdopplung)
- G 1 – Phase: (= 10h): Heranwachsen der Zelle
- S-Phase (= 8h): Synthese-Phase: identische Verdopplung der Chromatiden zu vollständigen Chromosomen
- G 2 – Phase (= 5h): beginnende Prophase
Meiose:
Die Meiose tritt bei der Bildung der Keimzellen auf. Sie verläuft in zwei Teilungsprozessen. Ergebnis sind genetisch ungleich wertige Tochterzellen mit haploidem Chromosomensatz. Die Ausgangszelle ist diploid ; dadurch wird bei der geschlechtliche Fortpflanzung der arttypische Chromosomensatz erhalten.
1. Teilungsprozess (I. Reifeteilung, Produktionsteilung):
Prophase I:
- Sakralisierung der Chromosomen
- Paarung der homologen Chromosomen Crossing-over (Chiasmata) möglich
- Auflösung der Kernmembran
Metaphase I: (homologe Chromosomen sind gegenüber angeordnet)
- Einordnen der Chromatin-Tetraden in die Äquatorialebene
- Auseinanderrücken der Homologen
Anphase I:
- Trennung der homologen Chromosomen
Telophase I:
- Chromosomen entspiralisieren sich
- Kernmembran wird gebildet und es entstehen zwei Tochterzellen (haploid)
- 2. Teilungsprozess (II. Reifeteilung, Äquationsteilung)
• Prophase II; Metaphase II; Anaphase II und Telophase II entsprechen einer normalen Mitose:
Die Chromatiden der Chromosomen der beiden Tochterzellen werden zu den Polen transportiert, es wird jeweils ein neuer Kern gebildet.
Ergebnis: 4 haploide Kerne (respektive Zellen)
- Reifeteilung: Trennung der Chromosomen
- Reifeteilung: Trennung der Chromatiden (verkürzte Mitose)
Bedeutung der Meiose:
- Reduktion der Chromosomensatz von diploid auf haploid, als Voraussetzung für die Bildung von Gameten
- Möglichkeit der Um und Neukombination der genetischen Substanz durch:
- Segmentaustausch zw. den homologen Chromosomen (Crossing-over)
- willkürliche Verteilung G – und E – Chromosomen, d. h. der homologen Chromosomen
Vergleich Mitose – Meiose:
- Der Chromosomensatz zu Beginn der Teilungsvorgänge ist bei der Mitose haploid, di- oder polyploid ; bei der Meiose diploid.
- Bei der Mitose findet eine Teilung statt, bei der Meiose zwei.
- Während der Mitose erfolgt keine Chromosomenpaarung, während der Meiose erfolgt eine Paarung väterlicher und mütterlicher Chromosomen.
- In der Mitose werden in der Anaphase die beiden Chromatiden getrennt, während in der Anaphase I der Meiose ganze Chromosomen (die homologen Chromosomen) und in der Anaphase II die beiden Chromatiden getrennt werden.
- Das Ergebnis einer Mitose sind 2 haploide, di- oder polyploide Zellen, die genetisch gleichwertig sind, während das Ergebnis einer Meiose vier haploide, genetisch ungleich wertige Zellen sind.
Interchromosomale Rekombination: zufällige Verteilung der E und G Chromosomen (homologen Chromosomen) in der Anaphase I der Meiose.
Weitere Quellen zu den Fragen zur Genetik
