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Protokoll zum Thema: Formale Genetik Experiment 1: Kreuzungsexperimente mit Drosophila melanogaster 1. Einleitung 1.1 Allgemeine Informationen Drosophila melanogaster, die Fruchtfliege, eignet sich gut als genetisches Untersuchungsobjekt, da sie eine große Anzahl an Nachkommen in einer kurzen Generationszeit hervorbringt. Der Lebenszyklus beträgt ca. 240 Stunden. Diese zehn Tage umfasst zwei Larven- und ein Puppenstadium. Des Weiteren weist D. melanogaster deutlich unterscheidbare phänotypische Merkmale auf. Zum Beispiel durch die verschiedenen bekannten Mutationen (s. Skript, S. 14). Aber auch die Geschlechter lassen sich leicht unterscheiden. So hat das Weibchen einen hellen, länglichen Hinterleib aus sieben Segmenten, das Männchen einen dunklen, runden Hinterleib aus fünf Segmenten. Des Weiteren besitzt das Männchen einen Geschlechtskamm an den Metatarsen der Hinterbeine. Die Gene liegen bei D. melanogaster auf vier Chromosomen- den Autosomen oder den Gonosomen. Bei D. melanogaster gibt es, wie beim Menschen, zwei verschiedene Gonosomen, also ein X- und ein Y-Chromosom. Das Weibchen besitzt zwei X-Chromosomen, ist also homogametisch.
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! Chromosomen werden auch als Kopplungsgruppe bezeichnet, da Gene, die auf dem selben Chromosom liegen, gekoppelt vererbt werden. Dies widerspricht der dritten Mendelschen Regel (Unabhängigkeitsregel). Diese Genkopplung kann jedoch durch crossing-over aufgebrochen werden. Crossing-over findet in der Prophase der ersten meiotischen Teilung statt. Bei der Anlagerung homologer Chromosomen kommt es dann zur Überkreuzung von Nicht-Schwesterchromatiden, wobei ein Austausch homologer Segmente zwischen diesen erfolgen kann. Je weiter Gene auf einem Chromosom auseinander liegen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass crossing-over stattfindet. Anhand dieser rekombinierbarkeit kann man Rückschlüsse auf die Lage der Gene ziehen, da man immer die relative Lage der Gene zueinander erhält. Die Genabstände werden in centi-Morgan (cM) angegeben. Für die Versuche werden Fliegen mit unterschiedlichen Phänotypen gekreuzt, bzw. jeweils ein Mutantenstamm mit einem Wilstypstamm. Die in diesem Protokoll dargestellten Kreuzungen wurden zwischen Individuen des Wildtyps (twl+bw+) mit der Mutante twirl-brown (twl/bw) durchgeführt.
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! 1.2 Aufgabenstellung Auszug aus dem Skript Durch Kreuzungsexperimente mit verschiedenen Mutanten von Drosophila melanogaster (Fruchtfliege) sollen die Mendelschen Regeln überprüft werden. Mit Hilfe der Ergebnisse sollen genetische Kopplungsgruppen identifiziert, Rekombinationsereignisse nachgewiesen und Genkarten erstellt werden. 2.1 Material und Methoden Material: Nährmedium - Wasser - Grieß (Weizen und Mais) - Agar - Trockenhefe - Sirup - Nipagin (= Methyl-4-hydroxybenzoat) Allgemein: - Lampetten - Binokular - Betäubungsglas - Stopfen - Diethylether - Zuchtglas mit Nährmedium - Pinsel - Drosophila melanogaster Wildtyp - Drosophila melanogaster Mutante (twirl/brown) 2.2 Durchführung Zu erst mussten Gläser mit Nährmedium hergestellt werden, in denen sich die Fliegen fortpflanzen sollten. Dazu wurde 1 L Wasser mit 100 g Grieß und 8 g Agar unter ständigem rühren zum Kochen gebracht und anschließend 2-3 g Trockenhefe und 1 Esslöffel Sirup hinzu gegeben. Nach dem Abkühlen auf 70 °C wurden 4-5 g Nipagin (= Methyl-4-hydroxybenzoat) dazu gegeben. Nach dem Abkühlen auf 50 °C wurde das Medium auf 25 Gläser verteilt und während dem vollständigen Abkühlen mit Papier bedeckt, damit keine freifliegenden Drosophila-Weibchen Eier in die Gläser legen konnten.
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! Damit beim Ansetzen der F1-Generation die jungen Weibchen nicht schon von den Elterntieren begattet werden, werden diese nach einer Woche aus den Gläsern freigelassen. Zu diesem Zeitpunkt sind bereits genügend Eier für die spätere Kreuzung vorhanden. Eine Woche später wurden die Gläser zunächst auf ihre Reinerbigkeit hin untersucht und dann je zwei reziproke Kreuzungen angesetzt (♀ twl+bw+ x ♂ twlbw und ♀ twlbw x ♂ twl+bw+ ). Nach einer weiteren Woche wurden wieder die Elterntiere aus den Gläsern gelassen um unbefruchtete F1-Weibchen zu erhalten. Eine Woche später wurden die Fliegen betäubt und auf Phänotypen und Geschlecht untersucht und getrennt. 3. Auswertung Die rezessive Merkmalsausprägung wird im heterozygoten Organismus von den dominanten Wildtyp-Allelen unterdrückt. Da von einer homozygoten Parentalgeneration ausgegangen werden kann, müssen in der F1-Generation alle Individuen phänotypisch den Wildtyp aufweisen. Der Genotyp müsste bei allen Fliegen heterozygot im Hinblick auf die untersuchten Merkmale sein, wenn man von einer Rekombination der mütterlichen und väterlichen Chromosomen ausgeht.
Kreuzungsschemata für die F1-Generation:
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Tab.1 : verschiedene Phänotypen der F2-Generation, 1. Kreuzung | ||||||||||||
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