Sachanalyse: 1. Mendelsche Regel - Vererbungslehre
Abb.1: 1. Mendelsche Regel
Sachanalyse
Unter dem Begriff Vererbung versteht man die „Weitergabe von Merkmalen und Eigenschaften von der Elterngeneration auf die nachfolgende Generation [ .]“.1In der Wissenschaft wird die Lehre der Vererbung Genetik genannt. Die wichtigsten Regeln für die Vererbung entdeckte der Augustinermönch Johann Gregor Mendel (*22.07.1822 in Hyncice, †06.01.1884 in Brno).
Er studierte Theologie in Brünn und Naturwissenschaften in Wien. 1885 begann er, Kreuzungsexperimente an Erbsenpflanzen durchzuführen. Dabei untersuchte er, wie äußerliche Merkmale weitergegeben werden. Diese jahrelangen Kreuzungsversuche führten zur Formulierung der später nach ihm benannten Mendelschen Regeln.
„Diese Prinzipien beschreiben, wie Gene von den Eltern auf die Nachkommen übertragen werden, und wurden direkt von den Mendelschen Experimenten abgeleitet.“2 Seine Erkenntnisse wurden 1866 unter dem Titel „Versuche über Pflanzen-Hybride“ veröffentlicht. Für seine Experimente wählte er die Saaterbse Pisum sativum, da diese ein Selbstbestäuber und Selbstbefruchter war und zudem einfache Lebensbedingungen hatte.
Er ging wie folgt vor: Er entnahm einer geöffneten Blüte, welche eine gelbe Same hatte, einen Pollen und übertrug diesen auf die Narbe einer ungeöffneten Blüte mit grünem Samen. Anschließend wurden die Staubblätter entfernt, sodass die Pflanze nicht mehr selbst bestäuben konnte.
Er arbeitete mit homozygoten, also reinerbigen Pflanzen und beobachtete ein Merkmal, wie z.B. die Samenfarbe. Er prüfte, ob das Merkmal der Eltern sich auf die Nachkommen überträgt. Er kreuzte reinerbige grüne Erbsen mit reinerbigen gelben Erbsen. Es gingen ausschließlich gelbe Erbsenpflanzen hervor.
„Kreuzt man zwei reinerbige Individuen miteinander, so sind die Nachkommen dieser Kreuzung in der ersten Filialgeneration uniform.“
Das bedeutet, dass die Nachkommen denselben Phänotypen, also äußeres Erscheinungsbild, haben. Wichtig ist bei dieser Regel, dass die Parentalgeneration P homozygot ist. Anhand dieses Experiments fand er heraus, dass nicht die Merkmale vererbt werden, sondern Anlagen, die für die Ausbildung bestimmter Merkmale verantwortlich sind.
Diese Anlagen werden heute Gene (Erbanlagen) genannt. Ein Gen ist ein Abschnitt auf einem Chromosomen und trägt die Erbinformationen. Die Mendelschen Regeln gelten nur für diploide Organismen mit haploiden Keimzellen. Diploid bedeutet, dass von jeder Chromosomensorte zwei Exemplare vorhanden sind Diploide Organismen sind Menschen, Tiere und Pflanzen.
Der Mensch hat 23 Chromosomenpaare, also 46 Chromosome, wobei eins vom Vater und eins von der Mutter stammt. Die Chromosomen 1-22 haben jeweils zwei Exemplare. Bei den Geschlechtschromosomen hat eine Frau zwei X-Chromosomen (XX), ein Mann jedoch ein X- und ein Y- Chromosomen (XY).
Wenn man zweimal das gleich Allel für ein Merkmal hat, so ist das Erbgut für dieses Merkmal reinerbig bzw. homozygot. Bei zwei unterschiedlichen Allele ist das Erbgut mischerbig, oder auch heterozygot. Allele können unterschiedliche Ausprägungen haben, je nachdem ob sie dominant, also vorherrschend oder rezessiv, also unterlegen sind.
Abbildung 1 zeigt ein Kreuzungsschema der 1. Mendelschen Regel, welche die Kreuzung einer reinerbigen gelben und einer reinerbigen grünen Erbsenpflanze darstellt. Der Genotyp für gelb ist „GG“ und für grün „gg“. Dominante Allele werden in Großbuchstaben dargestellt. In der F1-Generation ist der Phänotyp aller Erbsen gelb, weil sich gelb durchsetzt und haben somit den Genotypen „Gg“.
Neben dem dominant-rezessiven Erbgang gibt es weiterhin den intermediären Erbgang, bei dem es keine dominanten oder rezessiven Allele. Der Genotyp wird deswegen bei beiden Allelen in Kleinbuchstaben geschrieben. Liegt bei einem intermediären Erbgang Heterozygotie vor, so kommt es zu einer gemischten Merkmalsausprägung.
Außerdem gibt es noch den kodominanten Erbgang, bei dem beide Allele dominant sind und somit beide Merkmale ausgeprägt werden, wie es z. B. bei den menschlichen Blutgruppen der Fall ist.
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