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Biologie · Genetik, Evolution und Ökologie
Sutton, Boveri und Morgan als Beleg dafür, dass Gene auf Chromosomen liegen, Locus, Homologe und Chromosomenaufbau sowie die Verbindung von Meiose und Mendelschen Regeln.
Gene sitzen an festen Orten (Loci) auf Chromosomen. Weil sich Chromosomen in der Meiose genau wie Mendels Erbfaktoren verhalten, erklärt die Chromosomentheorie die Mendelschen Regeln.
Sutton und Boveri fiel um 1902 auf: Chromosomen und Mendels Erbfaktoren verhalten sich gleich. Beide liegen paarweise vor, werden bei der Keimzellbildung getrennt, bei der Befruchtung wieder vereint, und verschiedene Paare werden unabhängig verteilt.
Morgan belegte es 1910 an der Taufliege Drosophila. Kreuzte er ein weißäugiges Männchen mit einem rotäugigen Weibchen, waren alle F1 rotäugig. In der F2 waren alle weißäugigen Tiere Männchen.
Ein Männchen bekommt sein einziges X von der Mutter, ein rezessives Allel zeigt sich bei ihm sofort. Die Augenfarbe hing also am X-Chromosom: Ein Gen lag auf einem bestimmten Chromosom.
Jedes Gen hat einen festen Platz, den Locus. Kernhaltige Körperzellen haben 46 Chromosomen, also 23 Paare, Keimzellen 23. Je Paar kommt ein Partner von der Mutter, einer vom Vater.
Diese Homologen tragen die gleichen Gene am jeweils gleichen Locus, können aber verschiedene Allele haben. Nur X und Y des Mannes sind nicht gleich aufgebaut.
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Deine AufgabeZeige, was ein Locus ist, und erkläre, warum diese Person für Gen A heterozygot, für Gen B aber homozygot ist.
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Von den 24 Chromosomentypen sind 22 Autosomen, dazu kommen die Gonosomen X und Y. Ordnet man alle Chromosomen einer Zelle nach Größe, entsteht das Karyogramm. → Ausführlich in: Mitose
Jede Chromatide endet an zwei Telomeren; am Zentromer hängen die Schwesterchromatiden bis zur Anaphase zusammen, dort sitzt das Kinetochor. Ein Zwei-Chromatid-Chromosom hat also vier Telomere, aber ein Zentromer. → Ausführlich in: Aufbau des Genoms bei Eukaryoten
Aktive Gene liegen im lockeren Euchromatin, stille im dichten Heterochromatin. → Ausführlich in: Aufbau des Genoms bei Eukaryoten
| Mendel | Meiose | Das passiert |
|---|---|---|
| Spaltungsregel (Segregation) | Anaphase I | Homologe werden getrennt, Aa bildet A- und a-Keimzellen zu je 50 % |
| Unabhängigkeitsregel | Metaphase I | Paare richten sich zufällig aus |
| Ausnahme: Kopplung | alle Phasen | Gene auf einem Chromosom bleiben zusammen |
| Kopplung bricht | Prophase I | Crossing-over |
Dahinter steckt die zufällige Anordnung der verschiedenen Chromosomenpaare in der Metaphase I der Meiose: Die Ausrichtung eines Paares beeinflusst die eines anderen nicht. Mütterliche und väterliche Chromosomen werden so frei gemischt.
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Deine AufgabeBestimme für beide Anordnungen die Keimzellen. Warum entstehen insgesamt vier Typen zu je 25 %?
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Der Mensch hat etwa 20 000 Gene, aber nur 23 Chromosomenpaare. Viele Gene müssen sich ein Chromosom teilen und werden gemeinsam vererbt (Kopplungsgruppe). → Ausführlich in: Gen-Kopplung
Männer haben nur ein X und sind für X-chromosomale Gene hemizygot: Auch ein rezessives Allel zeigt sich im Phänotyp. Bei Frauen ist in jeder Zelle zufällig eines der beiden X inaktiviert (Heterochromatin), sie sind ein genetisches Mosaik. → Ausführlich in: Vererbung des Geschlechts
