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Vererbung

Die Gene halten sich an Gesetze

Kaninchen | Donnerstag, 7. November 2013, Heinz Schmid

Gute Eigenschaften fördern, schlechte Eigenschaften verdrängen: Das ist das Ziel der Kaninchenzucht. Hilfreich dabei sind Kenntnisse der Vererbungslehre. Der zweite Teil unserer Genetik-Serie beleuchtet die Mendel’schen Gesetze.

Zu verdanken haben wir die Erkenntnisse der Vererbungslehre Gregor Johann Mendel, der als Bauernsohn geboren wurde und anschliessend Theologie studierte. Als katholischer Priester wurde er ein bedeutender Naturforscher, der die nach ihm benannten Mendel’schen Gesetze der Vererbungslehre entdeckte. Nicht zu Unrecht wird er als Vater der Genetik bezeichnet.

Gene sind Informationsträger für die Eigenschaften eines Lebewesens, die auf Chromosomen angeordnet sind. Eine mögliche Ausprägung eines Gens an einem bestimmten Ort auf einem Chromosom nennt man Allel. Da Kaninchen einen doppelten Chromosomensatz aufzeigen, kann jedes Tier in seinen Zellen auf den beiden Chromosomensträngen am betreffenden Ort entweder zwei verschiedene (heterozygote) Gene oder aber zwei gleiche (homozygote) Gene des betreffenden Merkmals zeigen. Demnach würden zwei gleiche Gene Reinerbigkeit für ein Merkmal bedeuten; während zwei verschiedene Gene darauf hindeuten, dass das Kaninchen misch­erbig ist.

Dominante Gene zeigen ihr Gesicht, rezessive schlummern oft im Verborgenen
Die Gesamtheit der Gene eines Lebewesens wird als Genotyp bezeichnet. Alle diese genetischen Informationen bekommt das junge Kaninchen mit ins Nest gelegt. Einen weiteren wichtigen Einfluss auf das  Jungtier hat die Umwelt. So nützen die besten Gene nichts, wenn nicht auch Haltung, Pflege und Ernährung stimmen. Wie sich etwa das Tier auf dem Richtertisch präsentiert, wenn es erwachsen ist, wird als Phänotyp bezeichnet. Dieser Phänotyp setzt sich immer aus dem Genotyp und den Umwelteinflüssen zusammen.

Was versteht man unter dominantem und rezessivem Erbgang? Die verschiedenen Gene, die eine Eigenschaft bestimmen, sind miteinander in einem Konkurrenzkampf, welches von ihnen die Erscheinung des Kaninchens prägen darf. Dominante Gene setzen sich dabei immer durch, und zwar unabhängig davon, welchen Partner sie haben (Merkmal AA oder Ab). Rezessive Gene schlummern im Verborgenen und kommen erst zum Vorschein, wenn kein dominantes Gen ihr Partner ist.

Die Weitergabe der Gene von einer Generation zur nächsten ist nicht willkürlich, sondern läuft nach ganz bestimmten Gesetzen. Mendel wählte einst für seine Kreuzungsexperimente die Gartenerbse. Doch was für die Pflanzen gilt, ist auch anwendbar bei den Tieren. Das erste Mendel’sche Gesetz lässt sich an der Kreuzung zweier Tiere, nämlich des Kaninchens AA und des Kaninchens bb zeigen. Die beiden Merkmale der Eltern sind in diesem Beispiel homozygot (Merkmal AA und Merkmal bb). Dominante Gene werden in der Regel mit Grossbuchstaben, rezessive Gene mit Kleinbuchstaben bezeichnet.

Aus der Kreuzung homozygoter Elterntiere werden ausschliesslich Jungtiere mit dem Merkmal Ab geboren. Diese Nachkommen werden als Filialgeneration F1 bezeichnet. Alle diese Tiere sind mischerbig (heterozygot) bezüglich des Merkmals Ab. Die Jungtiere zeigen also ein einheitliches (uniformes) Erscheinungsbild: 

 Kaninchen AA x Kaninchen bb 
 Ab
 Ab
 Ab
 Ab

In dieser Paarung setzt sich das Merkmal A gegenüber dem Merkmal b durch. Das Gen mit dem Merkmal A ist dominant und tritt gegenüber dem rezessiven Merkmal b in Erscheinung. Die Nachkommen sind von ihrem Erscheinungsbild, dem Phänotyp, nicht von dem Elterntier AA zu unterscheiden. Sie sind jedoch in ihrer Genzusammensetzung (Genotyp) verschieden. Das Elterntier ist homozygot (Merkmal AA), währenddessen die Nachkommen der F1 heterozygot (Merkmal Ab) sind.   

Führen wir unser genetisches Experiment noch einen Schritt weiter und paaren Tiere der F1-Generation. Die daraus entstehenden Nachkommen werden als zweite Filialgeneration F2 bezeichnet: 

 Kaninchen Ab x Kaninchen Ab 
 AA
 Ab
 Ab
 bb

Die Paarung zeigt, dass der Nachwuchs unterschiedliche Gene erhält, weil sich die Chromosomen bei der Paarung aufteilen und nur je eines der beiden zusammengehörigen Gene des Merkmals an die Jungtiere gegeben werden kann. Mendel konnte nun zeigen, dass sich die Genpaare bei den Nachkommen gemischterbiger Eltern (Merkmal Ab) für ein beliebiges Merkmal im folgenden Verhältnis  zusammensetzen: 25 Prozent der Nachkommen sind AA, 25 Prozent der Nachkommen sind bb, 50 Prozent  der Nachkommen sind Ab, also genau gleich wie die Eltern (der F2-Generation) mit Merkmal Ab. Die Gene spalten sich also auf und der Nachwuchs fällt durch ein ganz unterschiedliches Erscheinungsbild auf. Drei Viertel oder 75 Prozent  aller Tiere werden vom dominanten Gen (Merkmal A) geprägt; aber aufgepasst, nur 25 Prozent der Nachkommen sind am Genort mit dem Allel AA reinerbig.

Sind mehrere Gene beteiligt, werden die Erb-Kombinationen rasch ganz komplex
Die Unabhängigkeitsregel zeigt das Vererbungsverhalten von zwei Merkmalen bei der Paarung reinerbiger Individuen und der Nachkommen auf. In der F1-Generation sehen alle gleich aus: 

 Kaninchen SSbb × Kaninchen ssBB 
 SsbB
 SsbB
 SsbB
 SsbB

Beide Merkmale werden unabhängig voneinander vererbt. Deshalb treten ab der F2-Generation neue reinerbige Kombinationen auf:    


 SB
 Sb
 sB
 sb
 SB 
 SSBB 
 SSBb 
 SsBB 
 SsBb 
 Sb
 SSbB
 SSbb
 SsbB
 Ssbb
 sB
 sSBB
 sSBb
 ssBB
 ssBb
 sb
 SsbB
 sSbb
 ssbB
 ssbb

Nicht zu verwechseln mit den unterschiedlichen Ausprägungen, die durch die Mendel’schen Regeln entstehen, ist die Mutation. Eine Mutation ist eine dauerhafte Veränderung des Erbgutes. So betrifft sie zunächst nur das Erbgut einer Zelle, wird aber von dieser an alle entstehenden Tochterzellen weitergegeben. Sie kann negative, positive oder auch gar keine Auswirkungen auf die Merkmale des Organismus (Phänotyp) haben. Es ist bekannt, dass Mutationen spontan durch äussere Einwirkungen wie etwa Strahlung oder andere erbgutverändernde Substanzen auftreten.

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