Zygote
Zelle die aus der Fusion von garmeten hervorgeht
Befruchtete eizelle
Was gilt für die Erblichkeit von Augenfarben
Es gibt ein Farbspektrum
und Varianten, aber keine
(50:50) Mischung. (& aushnahmen)
Phänotyp
Ausprägung eines bestimmten Gens bzw. die Gesamtheit der sichtbaren Merkmale eines Organismus.
Merkmal
Dominant
Art der phänotypischen Ausprägung eines Allels
der phänotyp wird in heterozygoten sichtbar
(Gegensatz rezessiv)
Rezessiv
Der phänotyp wird nur in Homozygoten sichtbar
(Gegensatz: dominant)
Allel
(Gr. Einander gegenseitig)
Bestimmte Ausführung eines Gens
Genotyp
Konstitution eines Gens bzw. Gesamtheit der erblichen Eigenschaften eines Organismus (seine genetische Konstitution)
Sequenz
Unvollständige Dominanz
Ausnahme
Bspw. Farbe der wunderblume
Hierdurch entsteht ein neuer Phänotyp,
der sich vom Phänotyp der homozygoten
genetischen Konstitutionen unterscheidet.
Wichtigste Vererbungsmuster
Art der phänotypischen Ausprägung eines Allels:
Dominant: der Phänotyp wird in Heterozygoten sichtbar
Rezessiv: der Phänotyp wird in Homozygoten sichtbar
Unvollständige Dominanz: neuer Phänotyp
Codominant: zwei unabhängig voneinander im Phänotyp zur Ausprägung kommende Allele, die keine rezessive oder dominante Beziehung aufweisen
Codominanz im AB0- Blutgruppensystem
AB0 Phänotyp: Zuckerreste auf rote Blutkörperchen
Wo befindet sich Geninformation
Auf einem DNA Strang
Genotyp vs Phänotyp
Genotyp: Genetische Konstitution eines Organismus (z. B. Allelkombinationen).
Phänotyp: Sichtbare Merkmale, die durch Genotyp und Umwelt beeinflusst werden.
Vererbungsmuster
Dominant/Rezessiv: Ein dominantes Allel zeigt sich im Phänotyp, ein rezessives nur bei Homozygotie.
Codominanz: Beide Allele sind gleichzeitig sichtbar (z. B. AB-Blutgruppe).
Unvollständige Dominanz: Mischphänotyp (z. B. rosa Blüten aus rot und weiß).
Blutgruppensysteme
AB0-System:
Codominanz von A und B; Allel 0 ist rezessiv.
Bestimmt durch Zuckerreste auf Erythrozyten.
Rhesus-System:
Rh+ (dominant) vs. Rh− (rezessiv); relevant für Schwangerschaft und Transfusionen.
Genstruktur
Gene bestehen aus Exons (kodierende Abschnitte) und Introns (nicht-kodierende Abschnitte).
AB0-Gen: Kodiert für eine Galactosyltransferase; Mutationen führen zu unterschiedlichen Blutgruppen.
DNA-Verpackung:
DNA ist um Histone gewickelt und zu Chromosomen kondensiert.
Gen- und Genomevolution
Genomverdopplung (WGD) und Paraloge Gene
Paraloge Gene
Durch Genverdopplung entstanden (z. B. RHD und RHCE im Rhesus-System).
Genomverdopplung (WGD):
Bei Wirbeltieren zweimal aufgetreten (1R, 2R), führte zu Genverlust oder Spezialisierung (Subfunktionalisierung).
Beispiel: Hox-Gene steuern Körperbau und sind in mehreren Kopien vorhanden.
Phänotypische Plastizität
Gleicher Genotyp → unterschiedliche Phänotypen durch Umweltfaktoren.
Beispiele:
Daphnia (Wasserfloh): Entwickelt Abwehrstrukturen bei Räuberpräsenz.
Wüstenheuschrecke: Wechselt zwischen Einzelgänger- und Schwarmverhalten.
Epigenetik
Umwelteinflüsse verändern Genexpression durch DNA-Methylierung oder Histonmodifikationen.
Methoden und Fallstudien
Genomweite Assoziationsstudien (GWAS): Identifiziert Gene für Merkmale (z. B. blondes Haar bei Melanesiern durch TYRP1-Mutation).
Transkriptomanalyse: Misst Genexpression unter verschiedenen Bedingungen (z. B. Heuschrecken-Schwarmverhalten).
Variante eines Gens.
Homozygot/heterozygot:
Zwei gleiche/unterschiedliche Allele.
Vererbbare Veränderungen der Genaktivität ohne DNA-Sequenzänderung.
Vererbungsmuster (Mendel & AB0/Rhesus)
Was du können musst:
Alle Typen von Dominanz unterscheiden und Beispiele nennen:
Dominant/rezessiv: Braune vs. blaue Augen (Seite 14).
Codominanz: AB-Blutgruppe (A und B gleichzeitig exprimiert) (Seite 21).
Unvollständige Dominanz: Rosa Blüten aus rot + weiß (Seite 17).
AB0-System
Genotyp-Phänotyp-Tabelle (Seite 22):
AA/A0
A
BB/B0
B
AB
00
0
Klausurfrage: "Eltern haben Blutgruppen A (heterozygot A0) und B (heterozygot B0). Welche Blutgruppen können ihre Kinder haben?" → Antwort: A, B, AB, 0 (Erbquadrat nötig!).
Rhesus-System
Rh+ (dominant, Genotyp: RHD+/RHD+ oder RHD+/RHD−) vs. Rh− (rezessiv, nur RHD−/RHD−).
Klausurfrage: "Warum kann eine Rh−-Mutter ein Rh+-Kind gefährden?" → Antwort: Bei Blutkontakt bildet sie Anti-D-Antikörper (gefährlich für nächste Schwangerschaft).
Genotyp vs. Phänotyp (Molekulare Ebene)
Definitionen (Seite 15–16):
Genotyp: Genetische Information (z. B. "Aa").
Phänotyp: Sichtbares Merkmal (z. B. "braune Augen").
AB0 auf molekularer Ebene (Seite 25–28):
AB0-Gen kodiert eine Galactosyltransferase:
A-Allel: Enzym fügt N-Acetylgalactosamin (Antigen A).
B-Allel: Enzym fügt Galactose (Antigen B).
0-Allel: nicht funktionelles Enzym → keine Antigene.
Klausurfrage: "Warum hat Blutgruppe 0 keine Antigene?" → Antwort: 0-Allel produziert ein verkürztes, inaktives Enzym (Stoppcodon, Seite 27).
Genom-Evolution (Verdopplung & Konsequenzen)
Whole Genome Duplication (WGD, Seite 58–62):
2 Runden bei Wirbeltieren (1R, 2R) → 4 Genkopien, später Genverlust.
Beispiel Hox-Gene (Seite 65):
Ursprünglich 1 Cluster → nach 2R vier Cluster (HOXA, B, C, D).
Klausurfrage: "Warum haben heutige Wirbeltiere nicht alle 4 Kopien jedes Gens?" → Antwort: Pseudogenisierung (nicht mehr benötigte Kopien gehen verloren).
Paraloge vs. orthologe Gene (Seite 63, 45):
Paralog: Innerhalb einer Art durch Genverdopplung (z. B. RHD/RHCE).
Ortholog: Zwischen Arten durch Artbildung (z. B. menschliches RHD vs. Maus-RHD).
Phänotypische Plastizität & Epigenetik
Definition (Seite 71–72):
Plastizität: Gleicher Genotyp → unterschiedliche Phänotypen durch Umwelt (z. B. Daphnia mit/ohne Helm).
Epigenetik (Seite 76):
Mechanismen: DNA-Methylierung, Histonmodifikationen.
Beispiel Heuschrecken (Seite 74–75):
Überbevölkerung → Serotonin-Ausstoß → epigenetische Veränderungen → Schwarmverhalten.
Klausurfrage: "Wie kann Plastizität vererbt werden?" → Antwort: Durch epigenetische Markierungen (z. B. im Ei der Heuschrecke).
Methoden (GWAS, PCA, Transkriptom)
Was du wissen musst:
GWAS (Seite 51):
Findet Genvarianten für Merkmale (z. B. TYRP1-Mutation für blondes Haar bei Melanesiern).
PCA (Seite 55):
Zeigt genetische Ähnlichkeit zwischen Individuen (z. B. Melanesier vs. Europäer).
Transkriptom-Analyse (Seite 77):
Heatmaps zeigen Genexpression (z. B. welche Gene bei Heuschrecken im Schwarm aktiv sind).
Multiple Choice (Seite 9):
"Wie viele Allele hat ein Mensch im AB0-System?" → Antwort: B. 2 (pro Genort, aber >100 in Population, Seite 29–30).
Kurzantwort:
"Erklären Sie, warum Blutgruppe AB universeller Empfänger ist." → Antwort: Keine Anti-A/B-Antikörper (Seite 22, 34).
Fallbeispiel:
"Eltern: Mutter A0/Rh+, Vater B0/Rh−. Welche Blutgruppen sind bei Kindern möglich?" → Erbquadrat für AB0 (A, B, AB, 0) + Rhesus (Rh+ oder Rh−).
Was ist die DNA und warum ist sie wichtig?
DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist das Erbmaterial aller Lebewesen. Sie trägt die genetische Information und liegt meist doppelsträngig als Doppelhelix vor
Wer konnte 1944 nachweisen, dass DNA die Erbinformation trägt?
Avery, MacLeod und McCarty zeigten, dass DNA der transformierende Faktor ist, der genetische Information überträgt – durch Umwandlung von R-Stämmen in S-Stämme bei Pneumokokken.
Welche Basen kommen in der DNA vor und wie paaren sie sich?
A (Adenin) paart mit T (Thymin) → 2 Wasserstoffbrücken
G (Guanin) paart mit C (Cytosin) → 3 Wasserstoffbrücken → Chargaff-Regel: A = T, G = C
Was bedeutet „die DNA ist antiparallel“?
Die beiden Stränge der DNA verlaufen in entgegengesetzter Richtung: ein Strang von 5’ nach 3’, der andere von 3’ nach 5’.
Was ist das zentrale Dogma der Molekularbiologie?
Replikation: DNA wird verdoppelt
Transkription: DNA → mRNA
Translation: mRNA → Protein
Wie funktioniert die DNA-ReplikatioN?
DNA-Polymerase synthetisiert einen neuen Strang an einer einzelsträngigen DNA-Matrize von 5’ nach 3’. Der Leitstrang wird kontinuierlich, der Folgestrang diskontinuierlich (Okazaki-Fragmente) synthetisiert
Was ist der Unterschied zwischen Pro- und Eukaryoten bei der Replikation?
Prokaryoten: 1 Replikationsursprung (z. B. E. coli)
Eukaryoten: viele Replikationsursprünge pro Chromosom
Wie läuft die Transkription ab?
RNA-Polymerase liest die DNA-Matrize (3’→5’) und synthetisiert eine komplementäre mRNA (5’→3’), beginnend am Promotor.
Was ist ein Gen?
Ein Gen ist eine Transkriptionseinheit inklusive Promotor, regulatorischer Elemente, codierender Region und Terminator.
Wie unterscheidet sich der Genaufbau in Prokaryoten und Eukaryoten?
Prokaryoten: Operonstruktur, polycistronische mRNA
Eukaryoten: Exons und Introns, Prozessierung zur reifen mRNA
Welche Schritte umfasst die RNA-Prozessierung in Eukaryoten?
5’-Cap (m7Guanin)
Spleißen (Entfernen der Introns)
3’-Poly(A)-Schwanz
Verpackung zu RNP (Export ins Cytoplasma)
Was ist alternatives Spleißen?
Durch unterschiedliche Kombination von Exons entsteht aus einem Gen mehr als ein Protein – erhöht die Proteinvielfalt.
Was ist eine Punktmutation?
Änderung einer einzelnen Base in der DNA.
Im codierenden Bereich: verändertes Protein
Im regulatorischen Bereich: veränderte Genexpression
Was ist Epigenetik?
Die reversible Regulation der Genaktivität durch Veränderungen der Chromatinstruktur (z. B. DNA-Methylierung, Histonmodifikation), ohne Änderung der DNA-Sequenz.
Wie beeinflusst DNA-Methylierung die Genexpression?
Methylierung von CpG-Inseln im Promotor führt zur Inaktivierung des Gens durch dichte Verpackung (Heterochromatin).
Was ist RNA-Interferenz (RNAi)?
Ein Mechanismus zur Genregulation über kleine RNAs (siRNA, miRNA), die mRNA abbauen oder Translation hemmen.
Wie funktioniert RNAi über siRNA?
Dicer spaltet dsRNA in siRNA
siRNA bindet an RISC-Komplex
RISC erkennt und spaltet Ziel-mRNA → kein Protein
Was ist der Unterschied zwischen siRNA und miRNA?
siRNA: perfekte Basenpaarung → mRNA-Abbau
miRNA: unvollständige Paarung → Translationshemmung
Was ist ein Transposon?
„Springende Gene“, die ihre Position im Genom ändern können.
DNA-Transposons: per Transposase
Retrotransposons: via RNA und reverse Transkriptase
Was ist das C-Wert-Paradoxon?
Die Größe des Genoms korreliert nicht mit der Komplexität des Organismus.
Beispiel: Menschen haben ähnlich große Genome wie Mais.
Was ist repetitive DNA?
DNA-Sequenzen, die sich vielfach wiederholen (z. B. Satelliten-DNA, Mikrosatelliten, STRs), oft nicht-kodierend, aber nützlich z. B. für genetische Fingerabdrücke.
Was ist das Spleißosom?
Das Spleißosom ist ein Komplex aus snRNPs (small nuclear ribonucleoproteins), der Introns aus der prä-mRNA entfernt und Exons verknüpft. Es besteht aus snRNA (U1–U6) + Proteinen.
Was ist die 5’-Cap-Struktur der mRNA?
Die 5’-Cap ist ein 7-Methylguanosin, das über eine 5’-5’-Bindung ans 5’-Ende der mRNA angehängt wird. Sie schützt vor Abbau und ist wichtig für den Start der Translation.
Was ist ein Promotor?
Ein Promotor ist eine DNA-Sequenz vor einem Gen, an die Transkriptionsfaktoren und die RNA-Polymerase binden. Er bestimmt, wann und wo ein Gen abgelesen wird.
Was sind Enhancer und Silencer?
Enhancer: Aktivierende DNA-Elemente, fördern die Transkription
Silencer: Hemmende DNA-Elemente, verringern die Transkription → Beide wirken durch Schleifenbildung auf den Promotor ein.
Was ist Ubiquitin und wozu dient es?
Ubiquitin ist ein kleines Protein, das an andere Proteine gehängt wird, um deren Abbau im Proteasom zu markieren. Es ist wichtig für die Proteinstabilität und Qualitätskontrolle.
Was ist ein Ko-Aktivator bzw. Ko-Repressor?
Ko-Aktivator: Hilfsprotein, das Transkriptionsfaktoren unterstützt
Ko-Repressor: Hemmt die Transkription, indem es regulatorische Komplexe bildet → Beide beeinflussen die Genexpression indirekt.
Was ist eine TATA-Box?
Eine typische DNA-Sequenz im Promotorbereich (ca. -25), an die der Transkriptionsfaktor TFIID bindet. Sie ist wichtig für die genaue Positionierung der RNA-Polymerase II.
Was ist ein „open reading frame“ (ORF)?
Ein ORF ist der Bereich der mRNA, der zwischen Start- und Stop-Codon liegt und in eine Aminosäuresequenz (Protein) übersetzt wird.
Was ist ein RISC-Komplex?
Der RNA-induced silencing complex (RISC) ist ein Enzymkomplex, der aus siRNA oder miRNA und dem Ago-Protein besteht. Er erkennt Ziel-mRNA und hemmt deren Translation oder zerstört sie.
Was ist DNA-Klonierung?
DNA-Klonierung bezeichnet die Vervielfältigung eines bestimmten DNA-Abschnitts durch Einfügen in ein Plasmid und Vermehrung in einem Wirtsorganismus (z. B. E. coli). Ziel ist die Gewinnung großer Mengen eines spezifischen DNA-Fragments.
Was ist ein Plasmid?
Ein Plasmid ist ein kleines, ringförmiges DNA-Molekül in Bakterien, das unabhängig vom Hauptgenom repliziert wird.
Es enthält einen Replikationsursprung (ori) und oft Selektionsmarker wie Antibiotikaresistenzen.
Was versteht man unter rekombinanter DNA?
Rekombinante DNA ist künstlich erzeugte DNA aus genetischem Material unterschiedlicher Herkunft, z. B. ein Plasmid, in das ein Gen aus einem anderen Organismus eingebaut wurde.
Was ist ein GVO (genveränderter Organismus)?
Ein Organismus, der rekombinante DNA enthält. Wird meist durch Transformation mit modifizierten Plasmiden erzeugt.
Was regelt das Gentechnikgesetz (GenTG)?
Das GenTG schützt Mensch, Tier, Pflanze und Umwelt vor Risiken der Gentechnik und legt Sicherheitsstufen (S1–S4) für Labore fest, je nach Risikoeinschätzung von Spender/Empfängerorganismen und Produkten.
Was sind Restriktionsenzyme?
Enzyme (Endonukleasen) aus Bakterien, die DNA an spezifischen Sequenzen schneiden.
Dienen dem Schutz vor Fremd-DNA (z. B. Phagen).
Schneiden palindromische Sequenzen, z. B. EcoRI: GAATTC.
Was ist der Unterschied zwischen sticky ends und blunt ends?
Sticky ends: Überstehende Einzelstränge, die sich leicht mit komplementären Enden paaren.
Blunt ends: Glatte Enden, keine Überhänge. → sticky ends erleichtern das Einfügen von DNA-Fragmenten in Plasmide.
Was ist ein Polylinker in einem Plasmid-Vektor?
Ein kurzer DNA-Abschnitt mit mehreren Schnittstellen für verschiedene Restriktionsenzyme – erleichtert das gezielte Einfügen von Fremd-DNA.
Was ist Blau-Weiß-Selektion?
Methode zur Erkennung rekombinanter Bakterien:
intaktes lacZ-Gen + X-Gal → blaue Kolonie
Fremd-DNA unterbricht lacZ → keine ß-Gal → weiße Kolonie = rekombinant
Was ist Gelelektrophorese und wie funktioniert sie?
Trennt DNA-Fragmente nach Größe in einem Agarosegel.
DNA ist negativ geladen und wandert zur Anode.
Kleine Fragmente wandern schneller → Größenauftrennung.
Wie macht man DNA im Gel sichtbar?
Z. B. durch Ethidiumbromid, das in DNA interkaliert und unter UV-Licht fluoresziert.
Was ist eine Restriktionskartierung?
Analyse der Schnittmuster eines Plasmids mit verschiedenen Restriktionsenzymen → Bestimmung der Lage der Schnittstellen im Plasmid.
Was ist eine DNA-Hybridisierung?
Nachweisverfahren: Einzelsträngige DNA-Sonde (z. B. radioaktiv markiert) bindet spezifisch an komplementäre Zielsequenz in einem DNA-Präparat.
Was ist ein Southern-Blot?
Verfahren zum Übertragen von DNA aus einem Gel auf eine Membran. Nach Hybridisierung mit Sonde → gezielter Nachweis bestimmter DNA-Fragmente.
Was ist In-situ-Hybridisierung?
Hybridisierung mit Sonden direkt an Zellen/Chromosomen.
Beispiel: FISH (fluorescent in situ hybridization) – Nachweis z. B. von Trisomien.
Was ist PCR (Polymerase-Kettenreaktion)?
Eine Methode zur exponentiellen Vervielfältigung von DNA-Abschnitten in vitro. Entwickelt von Kary Mullis (Nobelpreis 1993).
Welche Schritte umfasst ein PCR-Zyklus?
Denaturierung (ca. 95 °C) → Trennung der DNA-Stränge
Primer-Anlagerung (ca. 50–60 °C)
Elongation (72 °C) durch Taq-Polymerase → nach n Zyklen: ca. 2ⁿ Kopien
Was ist die Taq-Polymerase?
Eine hitzestabile DNA-Polymerase aus Thermus aquaticus, die in der PCR bei 72 °C arbeitet, ohne denaturiert zu werden.
Wofür wird PCR verwendet?
Diagnostik: Erbkrankheiten, Infektionen
Forensik: DNA-Fingerabdruck
Forschung: Genklonierung, Mutationstests, Sequenzierung
Paläogenetik: z. B. Neandertaler-DNA (Svante Pääbo)
Was ist ein genetischer Fingerabdruck?
Individuelle Analyse variabler DNA-Abschnitte (z. B. STRs) nach PCR und Gelelektrophorese → Anwendung in Vaterschaftstests, Kriminalistik etc.
Was sind STRs (short tandem repeats)?
Kurze, sich wiederholende DNA-Sequenzen zwischen Genen. Die Anzahl der Wiederholungen variiert → individuell unterscheidbar → Grundlage des DNA-Profils.
Wie entstehen transgene Tiere?
Z. B. durch Injektion von DNA in Embryonen (Keimbahntransformation) bei Drosophila oder Mäusen → Einbau des Gens in das Genom → Nachkommen tragen die Änderung.
Was sind Reportergene?
Gene, deren Produkt leicht nachweisbar ist – dienen zur Untersuchung von Genaktivität.
lacZ: ß-Galactosidase
GFP: grün fluoreszierendes Protein
Was ist GFP und warum ist es so nützlich?
GFP stammt aus der Qualle Aequorea victoria und fluoresziert grün unter UV-Licht.
Wird als Marker für Genexpression genutzt.
Vorteil: Lebendbeobachtung von Genaktivität in Echtzeit.
Was ist CRISPR-Cas9?
Ein bakterielles „Immunsystem“, um DNA gezielt zu schneiden.
Cas9 ist eine katalytisch aktive DNase, die von einer Leit-RNA (gRNA) zur Zielsequenz geführt wird.
Ermöglicht zielgerichtete Genomeditierung.
Wie funktioniert die CRISPR-Cas9-Technologie?
gRNA bindet an die Ziel-DNA
Cas9 erzeugt einen Doppelstrangbruch
Die Zelle repariert den Bruch → gezielte Mutation oder Genaustausch möglich
Was sind Herausforderungen bei CRISPR?
Off-target-Effekte (falsche Stellen werden geschnitten)
Schwierigkeit der gRNA-Designs
Einbringung des Systems in Zielzellen
Selektion der gewünschten Mutanten
Was untersuchte Gregor Mendel und warum gilt er als Vater der Genetik?
Mendel erforschte Vererbung durch Kreuzungsexperimente mit Erbsenpflanzen (Pisum sativum).
Er erkannte Gesetzmäßigkeiten in der Weitergabe von Merkmalen und legte damit den Grundstein für die klassische Genetik.
Warum verwendete Mendel gerade Erbsenpflanzen?
Sie sind einfach zu kultivieren
Selbst- & Fremdbestäubung möglich
Klare, unterscheidbare Merkmale
Viele Nachkommen → statistisch auswertbar
Kurze Generationszeit
Was ist ein Gen? Was ist ein Allel?
Gen: Abschnitt auf der DNA, der ein bestimmtes Merkmal codiert
Allel: verschiedene Ausprägungsformen eines Gens (z. B. violett vs. weiß für Blütenfarbe)
Was ist der Unterschied zwischen homozygot und heterozygot?
Homozygot (reinerbig): beide Allele sind gleich (z. B. AA oder aa)
Heterozygot (mischerbig): unterschiedliche Allele (z. B. Aa)
Was bedeutet dominant und rezessiv?
Dominantes Allel: setzt sich durch und bestimmt den Phänotyp (z. B. violett bei Aa)
Rezessives Allel: tritt im Phänotyp nur bei homozygoter Ausprägung auf (z. B. aa = weiß)
Was besagt die 1. Mendelsche Regel (Uniformitätsregel)?
Kreuzt man zwei homozygote Eltern (AA × aa), sind alle Nachkommen in der F1-Generation uniform (Aa).
Der Phänotyp entspricht dem dominanten Allel.
Was besagt die 2. Mendelsche Regel (Spaltungsregel)?
Kreuzt man die F1 (Aa × Aa), spaltet sich die F2 auf:
Genotyp: 1 AA : 2 Aa : 1 aa
Phänotyp: 3 dominanter Typ : 1 rezessiver Typ
Was besagt die 3. Mendelsche Regel (Unabhängigkeitsregel)?
Bei Kreuzung homozygoter Eltern, die sich in zwei Genen unterscheiden (z. B. AABB × aabb), werden die Merkmale unabhängig vererbt, wenn die Gene auf verschiedenen Chromosomen liegen.
F2-Kreuzung ergibt Verhältnis 9:3:3:1.
Wie lautet das typische Phänotyp-Verhältnis bei einer dihybriden Kreuzung in F2?
9:3:3:1
9: beide dominante Merkmale
3: Merkmal A dominant, B rezessiv
3: Merkmal A rezessiv, B dominant
1: beide rezessiv
Welche Begriffe sind wichtig für mendelsche Vererbung?
Genotyp: genetische Ausstattung (z. B. Aa)
Phänotyp: äußere Erscheinung (z. B. violett)
Gameten: Keimzellen (z. B. A oder a)
Kreuzungsschema / Punnett-Quadrat: Darstellung möglicher Kombinationen
Was sind Grenzen der Mendelschen Regeln?
Gilt nur bei:
Ein-Gen-Merkmalen
Kein Crossing-over
Kein Pleiotropismus / Epistasie
Kein Gendrift, Selektion, Mutation
Reale Vererbung oft komplexer (z. B. Polygenie, Umwelteinflüsse)
Was sind Letalfaktoren und wie beeinflussen sie Vererbungsmuster?
Letalfaktoren sind Allele, die in homozygoter Ausprägung tödlich für den Organismus sind.
→ Erwartetes Mendel-Verhältnis (3:1) ändert sich zu 2:1, da die homozygoten Mutanten (z. B. aa) nicht lebensfähig sind.
Beispiel:
Genotyp-Verhältnis bei Aa × Aa mit Letalfaktor: 1 AA : 2 Aa : 0 aa
Was passiert, wenn mutierte Pollen defekt sind (z. B. bei Pflanzen)?
Nur bestimmte Gameten sind lebensfähig.
Beispiel bei Letalfaktor in Pollen:
Kreuzung Aa × Aa → nur AA und Aa entstehen, aa fehlt → Verhältnis: 1 AA : 1 Aa : 0 aa
Was ist Pleiotropie?
Pleiotropie bedeutet, dass ein Gen mehrere phänotypische Merkmale beeinflusst.
Marfan-Syndrom
Holt-Oram-Syndrom → Ein einziger Gendefekt kann Herz, Skelett & Augen betreffen.
Was ist additive Polygenie?
Ein Merkmal wird von vielen Genen gemeinsam beeinflusst.
→ Jeder Genort trägt additiv zur Ausprägung bei.
Körpergröße
Hautfarbe
Intelligenz → führen zu kontinuierlichen (nicht diskreten) Merkmalen
Was ist geschlechtsgebundene Vererbung?
Vererbung über die Geschlechtschromosomen (X/Y), meist das X-Chromosom.
Männer (XY) → ein X, sind hemizygot
Frauen (XX) → zwei X, können Trägerinnen sein → Männer sind häufiger betroffen (z. B. bei rezessiven X-verknüpften Krankheiten)
Was bedeutet „X-chromosomal-rezessive“ Vererbung?
Männer mit dem mutierten X-Allel zeigen immer den Krankheitsphänotyp
Frauen sind meist nur Trägerinnen, es sei denn, sie sind homozygot Beispiel: Hämophilie (Bluterkrankheit) → wird meist über Mütter an Söhne vererbt
Können Männer X-chromosomale Gene an ihre Söhne weitergeben?
Nein, Väter geben an Söhne nur das Y-Chromosom weiter.
→ X-chromosomale Merkmale vererbt ein Vater nur an seine Töchter
Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Enkel eine X-chromosomale Krankheit erbt, wenn die Großmutter Trägerin ist?
Tochter hat 50 % Wahrscheinlichkeit, Trägerin zu sein
Deren Sohn hat wiederum 50 % Risiko zu erkranken → Gesamtwahrscheinlichkeit: 25 %
Was ist genetische Kopplung?
Wenn zwei Gene auf demselben Chromosom nahe beieinander liegen, werden sie gemeinsam vererbt → sie sind gekoppelt.
→ Abweichung von der Unabhängigkeitsregel (3. Mendelsche Regel)
Wie entsteht Rekombination zwischen gekoppelten Genen?
Durch Crossing-over während der Meiose I kann es zur Austausch von Chromatidenstücken kommen → neue Genkombinationen entstehen.
Was ist ein Centimorgan (cM)?
Maß für die Rekombinationshäufigkeit:
1 cM = 1 % Wahrscheinlichkeit für ein Rekombinationsereignis → Gene, die < 10 cM auseinanderliegen, sind eng gekoppelt
Was passiert bei vollständiger Kopplung zweier Gene?
Es entstehen nur die parentalen Kombinationen (z. B. YR & yr) → keine Neukombination durch Crossing-over
→ z. B. bei Genen mit sehr geringer Distanz auf dem Chromosom
Wie lautet das Verhältnis der Gameten bei unabhängiger Vererbung zweier Gene (z. B. YyRr)?
1:1:1:1 → gleich häufig:
YR
Yr
yR
yr → Gilt nur, wenn Gene auf verschiedenen Chromosomen liegen oder weit auseinander
Was ist Epistase?
Epistase ist ein intergenetischer Effekt, bei dem ein Gen die Ausprägung eines anderen Gens überlagert oder unterdrückt.
→ z. B. Gen C reguliert Haarfarbe, aber ohne Gen A wachsen keine Haare → Gen A ist epistatisch
Was bedeutet „Gen CSU3 ist epistatisch zu COP1“?
Die Mutation in CSU3 überdeckt den Effekt der Mutation in COP1.
→ CSU3 bestimmt, ob der Phänotyp von COP1 sichtbar wird
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