Genetik

Genetik 🧬

Die Genetik oder Vererbungslehre ist ein Zweig der Wissenschaft von Vererbung und ein Teilgebiet der Biologie. Es handelt sich um Gesetzmäßigkeiten und materiellen Grundlagen der Ausbildung von erblichen Merkmalen und der Weitergabe von Erbanlagen an die nächsten Generationen.

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Inhaltsverzeichnis

1. Chromosom

5. Blutgruppen

9.Genmutation

6. genetische Beratung

10. Genregulation

2. Zellteilung

11. Bakterien Viren Genetik

3. Mendelsche Regeln

7. Replikation DNA

8.Proteinbiosynthese

12. Gentechnik

4. Stammbaum

Chromosomen

Ein Chromosom ist die Erbanlage einer Zelle und besteht aus extrem komprimierter DNA

• Vereinfachen Zellteilung während Mitose und Meiose
• kommen in Körperzellen immer als Paare vor
• Ein Mensch besitzt 46 Chromosomen
• Fädige Struktur aus DNA und Protein
• Bestehen aus 2 Chromatiden
• Autosomen oder Gonosomen

1. Cytologische Grundlagen der Vererbung

Dieses Teilkapitel umfasst die Erklärung der Chromosomen, Mitotische Zellteilung und die Meiotische Zellteilung

Mitose

Ziel ist die Bildung genetisch identischer Tochterzellen

Prophase: - Chromatin verdichtet sich zu sichtbaren Chromosomen - ziehen sich zusammen, spiralisieren sich - Kernhülle und Nucleos löst sich auf - Bildung Spindelapparat an Zellpolen Metaphase: - Chromosomen ordnen sich an Äquatorialebene - Spindelphasern binden sich an Centromere Anaphase: - Spindelfasern verkürzen sich - Trennung der Zwei-Chromatid-Chromosomen am Centromer - Chromatidsäzte werden zu Zellpolen transportiert Telophase: - Entspiralisirung der Ein-Chromatid-Chromosomen zu Chromatin - Bildung neuer Kernmembran und endoplasmatisches Retikulum an ZellpolenCytokinese - gesamte Zelle wird getrennt - Aus Mutterzelle entstehen zwei Tochterzellen (diploider Chromosomensatz 2n)

Meiose

Ziel ist die Bildung haploider Tochterzellen

Reifeteilung 2Prophase 2: - Bildung eines neuen Spindelapparats - Kernhülle wird aufgelöst Metaphase 2: - Chromosomen ordnen sich an Äquatorialebene Anaphase 2: - Chromosomen werden in Chromatide getrennt und zu Polen transportiert - an Zellpolen befinden sich nun jeweils 23 Chromatide Telophase 2: - neue Kernhülle und Zellmembran - Entstehung von 4 haploiden Tochterzellen

Reifeteilung 1 Prophase 1: - Homologe Chromosomen werden gepaart - Chromatide kreuzen sich und tauschen genetische Informationen aus (Crossing over) - Nucleos und Kernmembran lösen sich, Bildung Spindelapparat Metaphase 1: - Chromosomen ordnen sich an Äquatorialebene, Spindelapparat setzt fort Anaphase 1: - homologen Chromosomenpaare transportiert zu Zellpolen (Trennung) Telophase 1: - Bildung einer neuen Kernhülle - Tochterzellen trennen sich in Cytokinase - besitzen dann haploiden Chromosomensatz

2. Klassische Genetik

Dieses Teilgebiet umfasst die Erklärung der Mendelschen Regeln

1. Mendelsche Regel

Wird auch Uniformitätsregel genannt

Kreuzt man zwei reinerbige (homozygote) Individuen, die sich in einem Merkmal unterscheiden, sind alle Nachkommen genotypisch und phänotypisch gleich (uniform)

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2. Mendelsche Regel

Wird auch als Spaltungsregel bezeichnet

Bei einer Kreuzung heterozygoter Individuen der F1 Generation, spalten sich die Nachkommen im Genotyp als auch im Phänotyp auf. Das Zahlenverhältnis ist 3:1

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3. Mendelsche Regel

Wird auch als Unabhängigkeitsregel bezeichnet

Es findet eine Kreuzung von Individuen statt, die sich in zwei Merkmalen (Dehybridenkreuzung) unterscheiden, für die sie jeweils reinerbig sind. Dabei werden die jeweiligen Erbanlagen frei und unabhängig voneinander an die Nachkommen vererbt.

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Intermediärer Erbgang

Name kommt, daher das der Phänotyp zwischen dem der Eltern liegt

Im Intermediären Erbgang wird ein Merkmal, das von zwei unterschiedlichen Genvarianten bestimmt wird, als Mischform dieser beiden im Phänotyp ausgeprägt. Das Zahlenverhältnis ist 1:2:1 in der F1 Generation. Wenn man nun die F1 Generation kreuzt, treten in der F2 Generation die Merkmale der P Generation wieder auf, aber auch das Merkmal der F1 Generation.

3. Humangenetik

Dieses Teilgebiet umfasst die Erklärung einer Stammbaumanalyse, erblich bedingte Krankheiten, die Vererbung von Blutgruppen, Chromosomenanomalien und einer genetischen Beratung

Vorgehen einer Stammbaumanalyse

Bei der Stammbaumanalyse gilt es, folgende Fragen zu beantworten:

Third

First

Second

Sind beide Geschlechter gleichermaßen betroffen, oder ein Geschlecht besonders?

Tritt die Erbkrankheit in jeder Generation auf, oder nicht?

Welche verschiedenen Genotypen haben die Perosnen?

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Dominant-rezessiver Erbgang

Beispielhafte Krankheiten sind Chorea Huntington, Vielfingrigkeit, Marfan Syndrom

- Defektes Allel auf Autosomen - Merkmalsträger können homozygot (AA) oder heterozygot (Aa) sein - Ein defektes Allel reicht um zu erkranken

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Autosomal rezessiv

Krankheiten: Sichelzellenanämie, Albinismus, Mukoviszidose

Das defekte Allel liegt auf den Autosomen und ein Merkmalsträger hat den Genotypen aa. Heterozygoter Genotyp Aa bedeutet Überträger.

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X-Chromosomal dominant

Frauen sind doppelt so oft betroffen wie Männer

Das Defekte Allel liegt auf den X-Chromosomen. Ein Geschlecht ist häufiger betroffen und die Krankheit tritt in jeder Generation auf.

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X-Chromosomal rezessiv

Krankheiten: Hämophilie A, Rotgrünblindheit

Das defekte Allel liegt auf den x Chromosomen. Merkmalträger hat Genotyp xx/xY. Ein Geschlecht ist häufiger betroffen und die Krankheit tritt nicht in jeder Generation auf.

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Vererbung der Blutgruppen

Das wichtigste Blutgruppensystem ist das ABO-System

Hierbei werden vier Blutgruppen unterschieden (A,B,AB und 0). Ihre Vererbung weist einige Besonderheiten auf.

GenetischeBeratung

stehts freiwillig, Ratsuchende treffen die Entscheidung

Methoden: nicht invasiv (Stammbaumanalyse, Ultraschall, Blutentnahme) invasiv (Fruchtwasserpunktion..)

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4. Molekulare Genetik

Dieses Teilkapitel umfasst die Erklärung der Replikation der DNA, Proteinbiosynthese, Genmutationen und der Genregulation

Replikation der DNA

Ziel ist eine genetische Verdoppelung der DNA

• Mechanismus: semikonservativ, die neue DNA besteht aus elterlichem und neusynthetisiertem Strang
• Entwindung der DNA
• Primer-Bildung
• Kontinuierliche Synthese an einem Strang, diskontinuierlich am anderen Strang
• Bildung von OKAZAKI-Fragmenten

• Verknüpfung durch Ligase

Proteinbiosynthese

Durch den zentralen Prozess werden neue Proteine gebildet

Bei der Proteinbiosynthese erfolgt eine Übersetzung von DNA-Abschnitten in Proteine. Sie lässt sich in die Schritte Transkription und Translation einteilen

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Genmutation

Ist eine Veränderung innerhalb eines Gens

Eine solche Mutation kann nur einzelne Basen beziehungsweise Basenpaare betreffen und wird dann Punkt Mutation genannt.

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Genregulation

Bei Prokaryoten und Eukaryoten

1. Regulation auf Transkriptionsebene
2. Enhancer/Silencer
3. Alternatives Spleißen
4. Epigenetische Regulation

- Methylierung von Basen - Histonmodifizierung durch Acelygruppen 5. RNA-Interferenz - RNA-Moleküle binden an mRNA

1. Operonmodell

- Strukturgene mit Info. für Bildung der Enzyme 2. Substratinduktion - induziert Bildung von Enzymen - katabole Stoffwechselwege 3. Endproduktrepression - Endprodukt verhindert Enzymbildung - anabole Stoffwechselwege

VS

5. Bakterien- und Virengenetik

Dieses Teilkapitel umfasst die Erklärung des Aufbaus und Vermehrung der Bakterien, Rekombination bei Bakterien und der Genübertragung bei Viren

6. Gentechnik

Dieses Teilkapitel umfasst die Erklärung der Werkzeuge, die DNA Vervielfältigung, die DNA Sequenzierung und der genetische Fingerabdruck

"Die Gen-Manipulation werden es sicherlich bald auch schaffen, aus einer Mücke einen Elefanten zu machen."

Willy Meurer

Genetik

Ein sehr umfassendes und interessanter Bereich in der Biologie

Quellenverzeichnis

Walory, michael(2018):Humangenetik.Genetik:fit fürs abi.S.43-96.

https://studyflix.de/biologie/thema/genetik-172

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