Das Wissen der Vererbung einzelner Merkmale der Organismen entstand relativ vor kurzem und hat seinen Ausgangspunkt in der Lebenszeit von Gregor Mendel. In den Jahren 1856-1865 führte G. Mendel im Garten seines Klosters zahlreiche Kreuzungsversuche und untersuchte dadurch die Mechanismen der Weitergabe individueller Merkmale der Erbsen an die nächsten Generationen. Er betrachtete das Phänomen der Aufspaltung in seinen Experimenten und anschließend stellte einige Gesetzmäßigkeiten der Vererbung fest, die heutzutage als Mendelsche Regeln bekannt sind. Später hat dieser Bereich der Wissenschaft großes Interesse bei Thomas Hunt Morgan geweckt. Er entdeckte die Erscheinung der Genkopplung und anschließend stellte fest, dass die auf demselben Chromosom liegenden Gene die Kopplungsgruppen bilden. Außerdem bewies er, dass bei der Vererbung so ein Vorgang wie Crossingover stattfinden kann. Schließlich ist er der erste, wer über lineare Anordnung der Gene zu erwähnen begann und legte die Grundlagen der Genkartierung. T, H. Morgen entdeckte durch Crossingover kleine allmähliche genetische Veränderungen der Organismen innerhalb der Population. Einen wichtigen Beitrag zu der Entwicklung des genetischen Wissens leistete Hermann Joseph Müller, als er behauptete, dass Gene grundlegende Lebensmoleküle sind und sich im Zellkern befinden. Der nächste wichtige Schritt der Entwicklung der Genetik ist von Wilhelm Weinberg und Godfrey Harold Hardy gemacht worden, als sie fast gleichzeitig eine Formel erfunden, die die Aufspaltungsverhältnisse von dominanten und rezessiven Merkmalen innerhalb der Population bezeichnet.
In dieser Facharbeit wird es sich von der klassischen Genetik handeln, die von G. Mendel begründet worden ist. Also, klassische Genetik – ist ein Bereich der Genetik, der untersucht, wie Gene bei zahlreichen Kreuzungsversuchen in nachfolgenden Generationen kombiniert werden und welchen Einfluss die Genaufspaltung auf den Phänotyp der Nachkommen hat.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Versuchsobjekte der klassischen Genetik
2.1. Drosophila melanogaster. Beschreibung und Lebenszyklus
2.2. Vorteile von Drosophila als Untersuchungsobjekt
3. Begriff der Rückkreuzung. Mendelsche Regeln
4. Begriffe der Genkopplung und Crossingover
5. Analyse von Erbgängen
5.1. Beispiel für chromosomalen Crossingover
5.2. Beispiel für Genkopplung
5.3. Die Austauschhäufigkeit
6. Schluss
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Facharbeit befasst sich mit den Grundlagen der klassischen Genetik, wobei der Fokus auf den Mechanismen der Genkopplung, dem Crossingover und deren Einfluss auf die genetische Variabilität liegt. Ziel ist es, durch die Analyse konkreter Kreuzungsbeispiele bei Drosophila melanogaster das Verständnis für genetische Rekombinationsprozesse und deren Berechnung zu vertiefen.
- Historische Entwicklung der klassischen Genetik
- Eignung von Drosophila melanogaster als Modellorganismus
- Definition und Anwendung der Rückkreuzung
- Mechanismen der Genkopplung und des Crossingovers
- Berechnung der Austauschhäufigkeit zur Bestimmung von Genabständen
Auszug aus dem Buch
4. Begriffe der Genkopplung und Crossingover
Mendel bezeichnete seine dritte Regel als Gesetz der unabhängigen Vererbung. Er behauptete, dass zwei einzelne Merkmale der Individuen unabhängig voneinander vererbt werden, wenn man zwei Individuen kreuzt, die sich zumindest in zwei Alellpaaren voneinander unterscheiden. Weitere Forschungen von William Bateson und Eginald Crundall Punett zeigten, dass bei der Vererbung unterschiedlicher Merkmale andere Mechanismen treten, und zwar Genwechselwirkung und Genkopplung. Die Genkopplung beschreibt einer Art der Vererbung, bei deren einzelne Gene zusammen bzw. gekoppelt vererbt werden. Insgesamt gehören alle Gene eines Chromosoms zu einer Kopplungsgruppe. Die Genkopplung ist später von T.H. Morgan nachgewiesen worden. Zurzeit ist es bekannt, dass die 3. Mendelsche Regel nur unter folgenden Bedingungen gilt: Genorte befinden sich entweder auf unterschiedlichen Chromosomen oder sie liegen auf demselben Cromosom, aber sehr weit voneinander entfernt, damit eine Möglichkeit der chromosomalen Rekombination bzw. Crossingover entsteht.
Unter dem Begriff des chromosomalen Crossingovers bezeichnet man einen Austausch von Genorten zwischen homologen väterlichen und mütterlichen Chromosomen, der in der Meiose staatfindet. Auf diese Weise bekommt nachfolgende Generation die genetische Information, die aus homologen väterlichen und mütterlichen Chromatidstücken gemischt worden ist. Dadurch entsteht genetische Vielfalt der Individuen, die unterschiedliche genetische Kombinationen enthält.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel gibt einen historischen Abriss über die Entstehung der Genetik durch Mendel, Morgan und weitere Forscher und definiert den Fokus der Facharbeit auf die klassische Genetik.
2. Versuchsobjekte der klassischen Genetik: Hier wird die Eignung der Taufliege Drosophila melanogaster als Modellorganismus für genetische Experimente aufgrund ihrer einfachen Zucht und Biologie erläutert.
3. Begriff der Rückkreuzung. Mendelsche Regeln: Dieses Kapitel führt in die Testkreuzung zur Genotypbestimmung ein und wiederholt die grundlegenden mendelschen Vererbungsregeln sowie deren Ausnahmen.
4. Begriffe der Genkopplung und Crossingover: Hier werden die biologischen Prozesse des Crossingovers und der Genkopplung als Abweichungen von der dritten Mendelschen Regel theoretisch beschrieben.
5. Analyse von Erbgängen: Dieser Abschnitt veranschaulicht anhand praktischer Beispiele die dihybride Kreuzung, die Auswirkungen des Crossingovers auf die Phänotypen und die Berechnung der Austauschhäufigkeit.
6. Schluss: Das Fazit fasst die Bedeutung der genetischen Rekombination für die biologische Vielfalt sowie die Relevanz der Austauschhäufigkeit für die Genkartierung zusammen.
Schlüsselwörter
Klassische Genetik, Drosophila melanogaster, Vererbung, Mendelsche Regeln, Genkopplung, Crossingover, Meiose, Rückkreuzung, Rekombination, Genotyp, Phänotyp, Austauschhäufigkeit, Genabstand, centiMorgan, Kopplungsgruppe.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Grundlagen der klassischen Genetik und die Mechanismen, die über die einfachen mendelschen Regeln hinausgehen, wie z.B. Genkopplung und Crossingover.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die Nutzung von Drosophila melanogaster als Modell, die Analyse von Erbgängen, die Bedeutung der Meiose für die genetische Variabilität und die Berechnung von Genabständen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, die Prozesse der genetischen Rekombination zu erklären und zu verdeutlichen, wie man anhand von Kreuzungsdaten auf die räumliche Anordnung von Genen auf Chromosomen schließen kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf der theoretischen Analyse genetischer Gesetzmäßigkeiten und der Auswertung von Fallbeispielen zu Kreuzungsexperimenten.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die detaillierte Beschreibung der Genkopplung, das Vorgehen bei Rückkreuzungen sowie die quantitative Analyse der Austauschhäufigkeit zwischen Genorten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den wichtigsten Begriffen zählen Genkopplung, Crossingover, Drosophila melanogaster, Austauschhäufigkeit, Rekombination und Mendelsche Regeln.
Warum ist Drosophila melanogaster so wichtig für die klassische Genetik?
Drosophila ist aufgrund ihrer kurzen Generationszeit, der einfachen Haltung und der geringen Chromosomenzahl ein idealer Organismus, um genetische Veränderungen makroskopisch und schnell zu beobachten.
Was genau beschreibt die Austauschhäufigkeit?
Die Austauschhäufigkeit (theta) gibt das Verhältnis der rekombinanten Individuen zur Gesamtzahl an und erlaubt es, den relativen Abstand zwischen Genen in der Einheit centiMorgan zu bestimmen.
- Arbeit zitieren
- Sebastian Piodeck (Autor:in), 2012, Genetik und Drosophila melanogaster, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/192558
