Mendelschen Gesetzen:

Gregor Johann Mendel, * 1822, † 1884, seit 1843 Mönch (Augustiner), entdeckte 1865 die nach ihm benannten Mendelschen Gesetze indem er systematisch Kreuzungsversuche mit Erbsen und Bohnen durchführte. In 8 Jahren führte er dazu 355 künstliche Befruchtungen durch, zog 12 980 Nachkommen heran und untersuchte dazu etwa 350000 Erbsensamen.

Die Gesetzte, die von Gregor Johann Mendel im Jahre 1865 aufgestellt wurden, gehören in den Bereich der Vererbungslehre oder auch Genetik. Mit ihnen konnte Mendel als einer der ersten erklären, nach welchem Muster Eigenschaften der Eltern an ihre Nachkommen weitergegeben werden - dies bezieht sich sowohl auf Pflanzen, als auch auf Tiere.

Der 1822 geborene Mendel trat in das für Forschung und Lehre berühmte Augustinerkloster bei Brünn ein - dort forschte er an Erbsenpflanzen, die er künstlich bestäubte, um die Eigenschaften der unter diesen kontrollierten Bedingungen gezeugten Nachkommen zu vergleichen. Hierbei bezog er sich auf die Merkmale Blütenfarbe, Struktur der Samenschale und Wuchsform. Die Ergebnisse wertete er statistisch aus und leitete von den gewonnenen Zahlenverhältnissen die drei nach ihm benannten Gesetze ab.

Erst 1900 - nach seinem Tode im Jahre 1884 - wurden die Entdeckungen Mendels offiziell anerkannt und von den Forschern Correns, Tschermak und de Vries weiter entwickelt, so dass sie in den 30er Jahren im Zusammenhang mit der Evolutionstheorie ihre volle Bedeutung entfalten konnten.

Anmerkung: Gesetze haben keine Ausnahmen, Regeln schon und da die 3. Mendelsche Regel eine Ausnahme hat (nicht bei monohybriden Erbgängen) wäre "Mendelsche Regeln" die korrektere Bezeichnung.

Die drei nach Mendel benannten Gesetze sind:

- 1. Das Uniformitgesetz

- 2, Das Spaltungsgesetz

- 3. Das Gesetz von der freien Kombinierbarkeit der Gene

- Zudem ist es für das Verständnis der Gesetze wichtig, etwas über dominante und rezessiver Vererbung zu wissen.

3. Mendelsches Gesetz (Unabhängigkeitsgesetz / Rekombinationsgesetz)

Getrennt voneinander werden zwei Merkmale vererbt,wobei neue reinerbige Kombinationen ab der 2. Generation ("Enkel") auftreten können.  Wenn die für die Merkmale verantwortlichen Gene auf verschiedenen Chromosomen sitzen (di- trihybride Erbgänge) gilt dieses Gesetz.

Hintergrund

 Aus dem Umstand, dass bei der geschlechtlichen Vermehrung von jedem Gen immer zwei Kopien weitergegeben werden und zwar eine von der Mutter und eine vom Vater, ergibt diese Regel. Dies wird dadurch erreicht dass Fortpflanzungszellen beim Menschen nur 23 statt der üblichen 46 Chromosomen enthalten und erst bei der Befruchtung der komplette Satz wiederhergestellt wird. Dadurch gibt es für jedes der 23 Chromosomenpaare eins aus zwei Chromosomen der Mutter und eins aus zweien des Vaters. Das sind vier mögliche Kombinationen bei den Nachkommen je Chromosonenpaar.

Schematische Darstellung:

 AB+CD => AC+AD+BC+BD 

Bei großer Homogenität der Gene der jeweiligen Eltern:

 AA+BB => AB+AB+AB+AB 

 AB+AB => AA+AB+BA+BB 

Wenn A dominant ist hat jede Kombination die mindestens ein A enthält die entsprechenden Eigenschaft des Elternteils AA. Wenn AA beispielsweise für rote Blüten steht und BB für blaue Blüten und das Gen für rote Blüten dominant ist haben alle "Kinder" von AA und BB rote Blüten aber ein Viertel der "Enkel" wieder blaue Blüten.

Wenn mehrere Gene auf verschiedenen Chromosonen zusammen eine Eigenschaft ergeben können auch ganz neue Ergebnisse entstehen - z. B. lila Blüten. Dasselbe gilt für Mutationen.

 Uniformitgesetz

 Die Nachkommen homozygoter (also gleicherbiger, reinrassiger) Individuen sind untereinander gleich.

Die Nachkommen bei dominant-rezessiver Vererbung gleichen oft völlig einem Elternteil, da sich nur das dominante Gen durchsetzt - die Merkmale des rezessiven sind zwar im Erbgut vorhanden, kommen jedoch in dieser Generation nicht zur Ausprägung.

Durch Experimente entwickelteMendel diese Gesetze und zwar: mit rot (AA) und weiß (aa) blühenden Erbsen . Die direkten Nachkommen werden F1-Generation genannt, was für 1. Filialgeneration steht und 1. Tochtergeneration bedeutet. Diese Erbsenpflanzen waren nicht rosa (was auf eine intermediäre Vererbung hingedeutet hätte), sondern wiesen nur rote Blüten (Aa) auf, da dieses Merkmal dominant vererbt wird.

Nachkommen von zwei homozygoten Partnern, die sich genetisch in mindestens einem Merkmal unterscheiden, werden heterozygot (verschiedenerbig) genannt. Sie werden auch als Bastarde oder Hybriden bezeichnet.

Kreuzt man Individuen, die sich in nur einem Merkmal unterscheiden, spricht man von einem monohybriden Erbgang, bei zwei Merkmalen von einem dihybriden und so weiter.

Spaltungsgesetz

Die Nachkommen einer Kreuzung mischerbiger Individuen sind nicht mehr gleichförmig, sondern spalten ihr äußeres Erscheinungsbild in einem bestimmten Zahlenverhältnis auf.

Mendel kreuzte die Pflanzen der F1-Generation untereinander. In der folgenden Generation traten neben den roten wieder weiße Blüten auf, und zwar im Verhältnis 3:1Somit konnte Mendel beweisen, dass die Information für die weißen Blüten nicht verloren gegangen war, sondern nur von dem roten Merkmal überdeckt wurde. Hierbei kann man unterscheiden zwischen dem phänotypischen (also auf das Aussehen) bezogenen und dem genotypischen (auf die Gene bezogenen) Verhältnis. Phänotypisch beträgt es 3:1, da statistisch drei der vier Nachkommen rote Blüten haben. Genotypisch jedoch ist das Verhältnis 1:2:1, denn auf eine homozygot rote Pfanze kommen zwei heterozygote, bei denen sich nur das dominante Gen durchsetzt, und eine homozygot weiße.

Kreuzte Mendel die weißen Nachkommen nur untereinander weiter, blieben die Blüten weiß. Erst wenn er eine rotblütige Pflanze dazu nahm, trugen die Nachkommen erneut auch rote Blütenten wieder weiße Blüten auf, und zwar im Verhältnis 3:1

Das Spaltungsgesetz besagt demnach, dass die Nachkommen einer Kreuzung mischerbiger Individuen nicht mehr gleichförmig sind, sondern ihr äußeres Erscheinungsbild in einem bestimmten Zahlenverhältnis aufspalten. Dieses Verhältnis ist von Faktoren wie dem Erbgang und den Merkmalen der Elternpflanzen abhängig.

Aus dieser Entdeckung konnte Mendel wichtige Informationen über die Gene als Träger des Erbgutes ableiten, zum Beispiel:

  • · Erbträger können anwesend sein, ohne ausgeprägt zu werden
  • · Gene wirken in den Bastarden zwar zusammen, verschmelzen aber nicht miteinander zu etwas ganz anderem, da sie ja wieder aufgespalten werden können
  • Gene müssen in den Körperzellen reinrassiger Individuen doppelt (diploid) vorhanden sein, in den Keimzellen aber nur einfach (haploid), damit sie sich in den Nachkommen neu kombinieren können

Das Gesetz von der freien Kombinierbarkeit der Gene

Mendel untersuchte nicht nur ein Merkmal - die Blütenfarbe - an den Erbsenpflanzen, sondern zudem noch sechs andere. Damit konnte er herausfinden, ob die Erbanlagen einer Rasse mit all ihren Ausprägungen (Größe, Wuchsform, Farbe etc.) eine Einheit bilden, oder ob sie auf einzelnen Genen liegen und somit frei kombinierbar sind.

Mendel kreuzte Pflanzen, die sich in mehreren Merkmalen voneinander unterschieden  und fand heraus, dass die Merkmale sich mischten: die Nachkommen einer roten, großen Pflanze und einer weißen, kleinen konnten sowohl rot und klein als auch weiß und groß werden.

Diese Kombinierbarkeit ist jedoch nur möglich, wenn die Merkmale auf verschiedenen Chromosomen liegen, was bei der Erbse der Fall war.
Die phänotypischen Ausprägungen liegen hierbei in einem jeweils speziellen Verhältnis vor.

Dominante und rezessive Vererbung

Mendel prägt die Begriffe "dominant" und "rezessiv" - diese Eigenschaften von Genen spielen bei der Vererbung von Merkmalen eine entscheidende Rolle. Gene kommen in Körperzellen in der Regel in Paaren vor. Ihre Kombination bestimmt die Ausprägung eines Merkmals.

"Dominant" ist ein Gen, wenn seine Wirkung die eines rezessiven Gens überwiegt. Es wird in Schemata mit einem großen Buchstaben dargestellt: A
"Rezessive" Gene werden umgekehrt von dominanten unterdrückt - ihre Merkmale sind nur dann sichtbar, wenn zwei rezessive Gene alleine kombiniert werden. Sie werden in Schemata mit kleinen Buchstaben dargestellt:a.
Die Kombination zweier dominanter Gene würde man demnach als AA aufschreiben, zweier rezessiver als aa, ihre Kombination als Aa.

Neben der dominant-rezessiven Vererbung, bei der sich die Eigenschaften eines Elternteils durchsetzen, gibt es noch die intermediäre - hierbei nimmt der Nachkomme eine Mittelstellung ein.

Im Laufe der Entwicklung kann die Dominanz wechseln, zudem ist sie vom Einfluß anderer Gene und von Umweltfaktoren abhängig. Darüber hinaus gibt es Übergangsfälle zwischen dominant-rezessiver und intermediärer Vererbung.

Begriffe

· homozygot (reinerbig) - die beiden Allele für die Ausbildung eines Merkmals auf den homologen       Chromosomen sind gleich

· heterozygot (mischerbig) - die beiden Allele für die Ausbildung eines Merkmals auf den         homologen Chromosomen sind unterschiedlich

· Allele - sind die verschiedenen Zustandsformen eines Gens, sie liegen in homologen Chromosomen an gleicher Stelle

· dominant - vorherrschend, Eigenschaft eines Alles sich bei der Merkmalsausbildung durchzusetzen

· rezessiv - zurückweichend, unterdrückt

· intermediär - dazwischen

· dominant - rezessiver Erbgang - nur eines der beiden Allele (dominantes oder rezessives) bestimmt die Merkmalsausbildung bei Mischerbigkeit

· intermediärer Erbgang - beide Allele beeinflussen die Merkmalsausbildung bei mischerbigen Organismen, der Phänotyp der Heterozygoten liegt zwischen denen der homozygoten Eltern

· Bastard - Nachkomme, Abkömmling

· monohybrid - Erbgang, bei dem sich die Individuen nur in einem Merkmal unterscheiden

· dihybrid (entspr. trihybid, polyhybrid) - Erbgang, bei dem sich die Individuen in 2 (3 oder vielen) Merkmalen unterscheiden

· Parentalgeneration - Elterngeneration

· Filialgeneration - Tochtergeneration

· Genotyp - Gesamtheit aller Gene

· Phänotyp - Erscheinungsbild eines Organismus

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