Die Grundlagen der Genetik

Kapitel 1

Die Einführung in die Matherie

Die Genetik ist ein Fachbereich der Biologie. Der Begriff  stammt ursprünglich aus dem griechischen und bedeutet Vererbungslehre. Die Genetik beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Funktion von Erbanlagen, den sogenannten Genen und mit deren Weitervererbung.

Vererbung ist die Weitergabe von Erbinformationen von Generation zu Generation. Diese Weitergabe von Erbinformationen ist aber nicht willkürlich oder zufällig, sondern unterliegt festen Regeln, aber auch das Mitwirken von äußeren Einflüssen spielt eine entscheidende Rolle.

Die Vererbungslehre setzt sich aus verschiedenen Teilgebieten zusammen. Zum einem aus der klassischen Genetik, hierzu zählt insbesondere die Mendel- oder Faktorengenetik (Mendelschen Gesetze) und die Mutationsgenetik. Zum anderen aus der statistischen Genetik, man bezeichnet sie auch als Populationsgenetik. Sie untersucht zahlenmäßig, wie sich die ökologischen Eingriffe in die genetische Zusammensetzung von Bevölkerungen (Populationen) auswirken und welche Auswirkungen dies auf die ökologischen Eigenschaften der Population haben kann. Auf Grundlage der obigen Teilgebiete basiert die Pathogenetik oder auch Erbpathologie genannt, welche sich mit der Entstehung und Entwicklung genetisch bedingter Defekte beschäftigt.

Kapitel 2

Die Mendelschen Gesetze

Um die Grundlagen der Vererbungslehre richtig zu verstehen, ist ein bestimmtes Grundwissen vonnöten. Dabei gehören vor allem die Erkenntnisse aus den Mendelschen Gesetzen, welche für die Farbvererbung grundlegend sind, zum Basiswissen. Im Jahr 1865 entdeckte der Augustinermönch Johann Gregor Mendel (Foto) erstmals grundlegende Gesetzmäßigkeiten bei der Erbanlagenverteilung. Seine Erkenntnisse über die Gesetzmäßigkeiten bei der Vererbung erlangte er durch Kreuzungsexperimente mit Erbsen. Aus diesen Ergebnissen leitete er drei grundlegende Gesetzmäßigkeiten der Vererbung ab. Sie werden heute als die „Drei Mendelschen Gesetze“ bezeichnet. Diese gelten universell, also sowohl für Pflanzen als auch für Tiere und basieren auf die von Mendel geprägten Begriffe „dominant“ und „rezessiv“. Ein dominanter (beherrschender) Erbfaktor setzt sich in der Merkmalsausprägung gegenüber dem rezessiven Erbfaktor durch. Ein dominanter (beherrschender) Erbfaktor setzt sich in der Merkmalsausprägung gegenüber dem rezessiven Erbfaktor durch. Ein dominantes Gen wird in Schemata mit einem großen Buchstaben dargestellt: A. Rezessive Gene werden umgekehrt von dominanten unterdrückt. Dabei bedeutet der Begriff rezessiv nicht in Erscheinung tretend oder zurücktretend. Rezessive Gene werden in Schemata mit kleinen Buchstaben dargestellt: a. Die Kombination zweier dominanter Gene würde man demnach als AA aufschreiben, zweier rezessiver Gene als aa und die Kombination von dominant und rezessiv als Aa.

Das 1. Mendelsche Gesetz

Die Uniformitätsregel

Kreuzt man zwei Individuen, die sich in einem Merkmal unterscheiden, für das sie beide reinerbig (homozygot) sind, so zeigen die Nachkommen der ersten Generation (F1-Generation, dabei steht F für Filialgeneration) ein einheitliches (uniformes) Erscheinungsbild bezüglich dieses Merkmals. Diese Regel gilt sowohl für das äußere Erscheinungsbild (Phänotyp) als auch für die Erbausstattung, den Genotyp, welcher bei allen mischerbig (heterozygot) ist. Bei dominant-rezessiver Vererbung haben alle Nachkommen die gleiche Ausprägung wie ein Elternteil. Die Elterngeneration bezeichnet man auch als Parentalgeneration = P. Beispiel: Bei Kaninchen ist die schwarze Fellfarbe dominant gegenüber der blauen Farbe. Die blaue Farbe ist daher rezessiv. Wenn also ein reinerbiges Schwarzlohkaninchen mit einem reinerbigen Blaulohkaninchen verpaart wird, haben alle Jungtiere der F1-Generation ein schwarzes und ein blaues Farbgen für die Fellfarbe. Die Tiere dieser Generation sind dann mischerbig also heterozygot. Sie werden auch als Bastarde oder Hybriden bezeichnet. Trotzdem sind sie aber alle vom Erscheinungsbild her einheitlich (uniform) schwarz, weil eben das schwarze Farbgen gegenüber dem Blauen dominant ist (siehe Darstellung P-Generation und F1).

X

DD

dd

F1
Dd Dd   Dd Dd

Das 2. Mendelsche Gesetz

Die Spaltungsregel

Kreuzt man zwei Individuen, die beide gleichartig heterozygot (verschiedenerbig) sind, wie z. B. die F1-Generationuntersich,dann sind die Individuen der F2-Generation nicht mehr gleich (uniform), sondern spalten sich bezüglich der Merkmalsausprägung des äußeren Erscheinungsbildes nach bestimmten Zahlenverhältnissen auf. Dabei kommen die Merkmale der P-Generation (Elterngeneration) wieder zum Vorschein. Bei dominant-rezessiver Vererbung ist ein Viertel der Individuen der F2-Generation reinerbig mit zwei rezessiven Erbanlagen und zeigt eine entsprechende Merkmalsausprägung im Erscheinungsbild (z.B. die blaue Fellfarbe). Die übrigen drei Viertel zeigen eine Ausprägung wie reinerbige Individuen mit zwei dominanten Erbanlagen (schwarze Fellfarbe). Diese drei Viertel setzen sich wiederum aus einem Viertel reinerbigen und zwei Viertel mischerbigen Individuen zusammen.

Beispiel: VerpaartmandieF1-Generation aus der P-Generation, also die schwarzlohfarbigen Jungtiere untereinander, so erhält man phänotypisch (also auf das Aussehen bezogen) schwarzlohfarbige und blaulohfarbige Jungtiere in der F2-Generation in einem Verhältnis von 3:1.Somit ist bewiesen, dass die Information für das blaue Fellhaar nicht verloren gegangen ist, sondern nur von dem schwarzen Merkmal überdeck wurde. Im Unterschied dazu ist das Verhältnis genotypisch betrachtet jedoch  1:2:1, denn auf ein homozygotes (reinerbiges) schwarzlohfarbiges Jungtier kommen zwei heterozygote (mischerbige), bei denen sich nur das dominante Gen durchsetzt, und ein homozygotes (reinerbiges) Blaulohfarbiges (siehe Darstellung F1-Generation und F2).

X

Dd Dd

F2

DD Dd Dd dd

Die Unabhängigkeitsregel

Kreuzt man Individuen, die sich in zwei Merkmalen reinerbig unterscheiden, so werden die Merkmale unabhängig voneinander vererbt. In der F2-Generation können reinerbige Neukombinationen auftreten. Bei der Unabhängigkeitsregel wird nicht nur ein Merkmal, sondern das Vererbungsverhalten von mehreren Merkmalen bei der Kreuzung reinerbiger Individuen und deren Nachkommen betrachtet. Die einzelnen Merkmale werden ohne jede Bindung an eine andere Erbanlage vererbt. abei können in der F2-Generation neue reinerbige Kombinationen auftreten. Diese Kombinierbarkeit ist jedoch nur möglich, wenn die Merkmale auf verschiedenen Chromosomen (Träger der Erbinformationen im Zellkern)  liegen. Die phänotypischen Ausprägungen liegen hierbei jeweils im Verhältnis 9:1:3:3 vor. Die zahlenmäßigen phänotypischen Aufspaltungen, wie sie im 2. und 3. Mendelschen Gesetz dargelegt sind,  werden nur näherungsweise erreicht. Je größer die Anzahl der Individuen in der F1 und F2, desto näher kommen die tatsächlichen Zahlenverhältnisse an die der vorausgesetzten Werte; d.h. die  Mendelschen Gesetze für die Vererbung sind statistische Gesetze.

Autor: Christoph Schumacher, Langerwehe.

Artikel aus der Ausgabe 11/2007 des Deutschen Kleintierzüchters (Kaninchenzeitung)

Quellennachweis:

www.wikipedia.de

www.mendeln-regeln.de

Rassekaninchenzucht K. Dorn (Neumann Verlag); Kaninchen und Nagetiere Verhoef-Verhallen  (Naumann und Göbel Verlag); Kaninchenvererbung Heidrun Eknigk

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