Genetik und die Mendel-Regeln

Wer war Gregor Mendel?

Mendel (1822-1884) lebte im Kloster

und studierte Theologie und Naturwissenschaften

1855 begann er, Kreuzungsexperimente mit Erbsen zu machen und stellte die 3 nach ihm benannten Mendel-Regeln auf

Was hat Mendel entdeckt?

Das äußere Erscheinungsbild der Erbsen lässt nicht immer auf die Erbinformationen schließen

-> Merkmale werden nicht direkt weitervererbt

-> stattdessen werden Erbanlagen zur Ausbildung von Merkmalen (Farbe, ...) vererbt

Wir werden uns mit den ersten zwei Mendel-

Regeln beschäftigen, weil sie in der

Landwirtschaft eine große Bedeutung haben.

... dazu mehr auf den nächsten Slides!

diploide Organismen

In den Genen ist die gesamte genetische

Information gespeichert

Wir sprechen hier von diploiden Organismen

(z.B. Menschen)

-> für jedes Merkmal gibt es zwei Allele (= zwei Informationen)

-> eine Information kommt vom Vater, eine von der Mutter.

Beispiel: Blütenfarbe - sagen wir, es gibt rote und weiße Blüten.

Wenn eine Blume diploid ist, gibt es drei mögliche Kombinationen für die Erbinformationen:

-> 2 x rot I 2x weiß I 1 x rot und 1 x weiß

homozygot oder heterozygot?

- Homozygot heißt, dass die beiden Informationen für ein Merkmal gleich sind.

Also: die Blume hat folgende Erbinformationen:

2 x rot oder 2x weiß

- Heterozygot heißt, dass die beiden Informationen für ein Merkmal unterschiedlich sind.

Also hat unsere Blume diese Allele: 1 x rot und 1 x weiß

-> Aber welche Farbe hat diese Blüte denn jetzt?

dominant oder rezessiv?

... welche Farbe hat die Blüte?

Das kommt darauf an, welches Merkmal dominant und welches rezessiv ist. Nehmen wir an, rot ist dominant gegenüber weiß.

Das heißt, unsere Blüte ist rot! Da sich die Information für "rot" gegenüber "weiß" durchsetzt, ist die Blüte rot, obwohl sie beide Erbinformationen trägt.

Vollständige Dominanz

Bei unserer Blume ist rot dominant gegenüber weiß

Hat die Blume 1 x weiß und 1 x rot als Erbinformation, gibt es keine Mischform - sie wird nicht rosarot, sondern rot

-> die Farbe rot ist vollständig dominant und setzt sich durch

Uniformitätsregel

Wenn die Eltern für ein Merkmal verschiedene Erbinformationen haben, aber beide homozygot sind (also jeweils zwei gleiche Informationen tragen), haben alle Nachkommen die selbe Erbinformation und das selbe sichtbare Merkmal

Uniformitätsregel - Beispiel

Nehmen wir wieder die Blume als Beispiel:

Die "Mutter" hat zwei Mal die Information für weiße Blütenfarbe. Der "Vater" hat zwei Mal die Information für rote Blüten. Bei der Befruchtung trifft jeweils eine Information von der Mutter und eine Information vom Vater aufeinander - also haben alle Nachkommen jeweils diese Allele: 1 x rot und 1 x weiß

Und weil die rote Farbe in unserem Beispiel

gegenüber der weißen Farbe dominant ist, sind

alle Nachkommen rot.

Uniformitätsregel

"Stammbaum"

Erbinformation

Blütenfarbe:

R = rot

w = weiß

*Rot ist dominant

gegenüber weiß,

darum wird das R

großgeschrieben

Spaltungsregel

Sind beide Eltern heterozygot, spalten sich die

Erbinformationen der Nachkommen in einem

bestimmten Verhältnis auf

Die Nachkommen aus dem ersten Beispiel sind alle heterozygot (= 2 verschiedene Erbinformationen) und haben alle dieselbe Farbe.

Wird mit ihnen weitergezüchtet, haben deren Nachkommen unterschiedliches Aussehen und unterschiedliche Erbinformationen.

Spaltungsregel "Stammbaum"

Spaltungsregel

Die Erbinformationen spalten sich bei den Nachkommen im Verhältnis 1 : 2 : 1 auf:

-> 25% sind reinerbig rot, 25% reinerbig weiß und 50% haben beide Informationen

Optisch ist das Verhältnis 3 : 1

-> 75% sind rot (= dominant), 25% sind weiß

Hybridzüchtung

z.B. Maiszüchtung, Legehennenzüchtung, ...

Die Elternlinien werden durch Inzucht stark

homozygot, dadurch kommt es aber auch

zu Inzuchtdepression

Kreuzung von zwei Inzuchtlinien -> Dominanz- oder Heterosiseffekt: stark heterozygote Nachkommen, diese zeigen oft eine starke Leistungssteigerung

Hybridzüchtung

-> Hybridzüchtung: die erste Generation weist die gewünschte Einheitlichkeit und Leistungssteigerung auf.

= Uniformitätsregel

-> wird mit den Nachkommen aus der Hybridzüchtung weitergezüchtet, spalten sich die Merkmale wieder in die verschiedenen möglichen Kombinationen auf.

= Spaltungsregel