GENETISCHE SEGREGATION: WORAUS SIE BESTEHT UND BEISPIEL - BIOLOGIE - 2025

Die genetische Trennung ist die Verteilung der Gene von den Eltern auf die Kinder während der Meiose. Ein Gen kann als ein Teil der DNA definiert werden, der für einen bestimmten Phänotyp kodiert: Es kann ein Protein oder ein Gen sein, das an der Zellregulation beteiligt ist.

Gene befinden sich physikalisch auf Chromosomen, hochorganisierten DNA-Einheiten und Proteinen, in denen genetische Informationen gespeichert sind. Zum Zeitpunkt der Reproduktion müssen diese erblichen Faktoren getrennt und an die Nachkommen weitergegeben werden.

Die von Gregor Mendel durchgeführten Experimente ermöglichten es uns, den Prozess der Segregation zu verstehen, der in seinen bekannten Gesetzen erklärt wird.

Woraus besteht es?

Genetische Segregation ist die Trennung und Übertragung von Genen auf Nachkommen und erfolgt während des Prozesses der Zellteilung durch Meiose. Die Chromosomensegregation ist die Grundlage dieses Konzepts.

Mendels erstes Gesetz

Nach dem von Gregor Mendel ausgesprochenen Prinzip der Segregation oder des ersten Gesetzes haben Organismen zwei Allele für einen bestimmten Charakter.

Ein Allel ist eine Form oder Variante eines Gens. Zum Beispiel können wir hypothetisch ein Allel für blondes Haar und ein anderes Allel für braunes Haar haben. Die Allele werden normalerweise mit Großbuchstaben für die dominante und Kleinbuchstaben für die rezessive bezeichnet.

Nach dem ersten Gesetz erhält jeder Gamete (Ei oder Sperma) in seinem Bildungsprozess das eine oder andere dieser Allele. Zum Zeitpunkt der Befruchtung wird wieder ein diploider Organismus gebildet, wobei von jedem Elternteil ein Allel erhalten wird.

Eine der wichtigsten Schlussfolgerungen aus dieser Erfahrung ist die Feststellung, dass Gene diskrete Partikel sind, die sich unabhängig voneinander von Eltern zu Kind trennen.

Vor Mendel wurden fehlerhafte Erbprinzipien behandelt, und es wurde angenommen, dass sich Gene wie Flüssigkeiten verhalten, die sich miteinander vermischen und die anfängliche Variabilität verlieren könnten.

Mendels zweites Gesetz

In einer zweiten Versuchsrunde fügte Mendel der Studie einen weiteren morphologischen Charakter hinzu. Nun wurden Individuen mit zwei Merkmalen (zum Beispiel Pflanzen mit runden und gelben Samen gegenüber Pflanzen mit faltigen und grünen Samen) gekreuzt und ihre Nachkommen gezählt.

Nach der Analyse der Daten konnte Mendel feststellen, dass sich jedes Zeichen unabhängig verhält. Dieses Prinzip lässt sich wie folgt zusammenfassen: Jedes Erbmerkmal wird unabhängig verteilt.

Verknüpfungs- und Segregationsgruppen

Es ist jetzt bekannt, dass Mendel Charaktere in seinen Versuchspflanzen (Samenrauheit, Stammhöhe usw.) bewertete, die sich physikalisch auf getrennten Chromosomen befanden.

Wenn Loci (der Ort von Genen auf Chromosomen) auf einem Chromosom zusammenhängend oder benachbart sind, trennen sie sich sehr wahrscheinlich in einer sogenannten "Verknüpfungsgruppe".

Folgen der Segregation

Wenn die Zygote von ihren Eltern zwei gleiche Allele erhält, ist der Organismus homozygot für den untersuchten Charakter. Wenn beide Allele dominant sind, wird dies als homozygot dominant bezeichnet und mit AA (oder einem anderen Buchstaben, beide groß geschrieben) bezeichnet.

Wenn dagegen beide Allele rezessiv sind, ist es rezessiv homozygot und wird durch Kleinbuchstaben angezeigt: aa.

Es ist auch möglich, dass der Nachwuchs ein dominantes und ein rezessives Allel erbt. In diesem Fall ist es heterozygot und wird durch den Großbuchstaben am Anfang angezeigt, gefolgt vom Kleinbuchstaben: Aa.

Der Phänotyp - oder die beobachtbaren Merkmale eines Organismus - hängt von seinem Genotyp und der Umgebung ab. Wenn der Genotyp AA oder aa ist, drücken sie einfach das Merkmal aus, das sie bestimmen; im Fall von Heterozygoten ist das exprimierte Merkmal das durch das dominante Allel bestimmte.

Letzteres gilt nur für den Fall, dass die Dominanz vollständig ist; Es gibt auch andere Fälle, wie unvollständige Dominanz oder Codominanz.

Meiose

Meiose ist das Phänomen der Zellteilung, das in den Keimbahnen von Organismen auftritt und zu haploiden Gameten aus diploiden Zellen führt.

Die Meiose beginnt mit der DNA-Replikation und tritt anschließend in den Runden der Chromosomensegregation auf, die als Meiose I und II bezeichnet werden.

Meiose I ist ein Reduktionsschritt des Prozesses, in diesem Stadium erfolgt die Transformation zu haploiden Zellen. Um dies zu erreichen, paaren sich homologe Chromosomen (in der Prophase) und trennen sich auf zufällige Weise in verschiedene Zellen (in der Anaphase).

Darüber hinaus findet bei Meiose I ein Prozess statt, der als Rekombination oder meiotische Überkreuzung bezeichnet wird und bei dem der Austausch von genetischem Material zwischen den Nichtschwesterchromatiden der homologen Chromosomen stattfindet. Aus diesem Grund unterscheiden sich die produzierten Gameten alle voneinander.

Während der Überkreuzung erscheint eine Region, die als Chiasma bezeichnet wird und die Chromosomen zusammenhält, bis die Spindel sie trennt.

Wenn die Rekombination nicht richtig durchgeführt wird, können Segregationsfehler auftreten, die zur Entwicklung eines Organismus mit Chromosomendefekten führen.

Zum Beispiel tritt das Down-Syndrom aufgrund einer falschen Segregation auf, bei der der Körper drei Chromosomen (und nicht zwei) im einundzwanzigsten Paar trägt.

Beispiel

Blumen auf Erbsenpflanzen

Erbsenpflanzen der Art Pisum sativum können Blüten mit violetten Blütenblättern aufweisen und bei anderen Individuen können sie weiß sein. Wenn zwei reine Linien dieser beiden Varianten gekreuzt werden, zeigt die resultierende erste Filialgeneration nur lila Blüten.

Der weiße Charakter ist bei diesen Personen jedoch nicht verschwunden. Es ist nicht beobachtbar, da es von dem dominanten Allel maskiert wird, das mit der Farbe Lila zusammenhängt.

Unter Verwendung der oben genannten Nomenklatur haben wir, dass die Eltern AA (lila) und aa (weiß) sind.

Die erste Filialgeneration besteht nur aus Pflanzen mit violetten Blüten und obwohl sie phänotypisch wie die eines ihrer Eltern (AA) aussehen, unterscheiden sie sich in ihren Genotypen. Die gesamte erste Generation ist heterozygot: Aa.

Diese heterozygoten Individuen produzieren vier Arten von Gameten: die weiblichen A- und Gameten- und die männlichen A-Gameten bereits in identischen Anteilen.

Um sicherzustellen, dass die Allele paarweise auftreten und sich bei der Meiose absondern, ist es notwendig, heterozygote lila Individuen mit Individuen zu kreuzen, die weiße Blüten tragen.

Obwohl es ein identisches Kreuz wie das ursprüngliche zu sein scheint, ist das Ergebnis anders: Die Hälfte der Individuen hat weiße Blüten (Genotyp aa) und die andere Hälfte hat lila Blüten (Aa).

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