Genetik und Vererbung:Warum es wichtig ist, ein Paar Gene zu besitzen

Autor: Hayden Huang
Bearbeiter: Guan-Jong Chen
© SCICOM MIT

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Einführung:
Wenn beide Eltern Grübchen haben (kleine Dellen in der Wange, die beim Lächeln hervortreten), glauben Sie dann, dass Sie auch Grübchen haben werden oder nicht? Im Allgemeinen ist es wahrscheinlich, aber nicht garantiert, dass du Grübchen bekommst. Das liegt daran, dass Grübchen ein dominantes Merkmal sind. Die Genetik befasst sich mit der Frage, wie bestimmte Merkmale von Generation zu Generation weitergegeben werden. Wenn du zum Beispiel schwarze Haare hast, aber deine Haare grün färbst, bedeutet das nicht, dass deine Kinder grüne Haare haben werden.

Wie es funktioniert:
Dein Körper besteht aus einzelnen lebenden Einheiten, die Zellen genannt werden. Diese Zellen enthalten fast immer DNA (Desoxyribonukleinsäure, aber kümmere dich erst einmal nicht um den Namen). DeineDNA enthält Gene, die Anleitungen für den Aufbau von Proteinen sind, die für den Aufbau deines Körpers benötigt werden und ihn am Laufen halten. Es gibt viele Proteine, die für das Leben notwendig sind und von denen man annimmt, dass sie aus diesen Genen stammen, über 20.000 grundlegende Proteine. Jeder Mensch trägt zwei Versionen der Gene für jedes Protein, die sowohl gleich (ohne Grübchen und ohne Grübchen) als auch unterschiedlich (mit Grübchen und ohne Grübchen) sein können. Außerdem sind nicht alle Proteine von Mensch zu Mensch identisch, was erklärt, warum nicht alle Menschen gleich aussehen. Eine Ausnahme von dieser Regel bilden eineiige Geschwister, z. B. eineiige Zwillinge, die eine identische DNA haben und daher wahrscheinlich fast identische Proteine besitzen und im Allgemeinen gleich aussehen (und sich manchmal auch gleich verhalten).

Da jeder Mensch zwei Versionen desselben Gens in sich trägt, stellt sich natürlich die Frage, was passiert, wenn die beiden Versionen unterschiedliche Ergebnisse haben, z. B. wenn jemand sowohl eine Version mit Grübchen als auch eine ohne Grübchen hat. In manchen Fällen setzt sich eine stärkere Version des Gens durch. Um zu sehen, wie das passieren kann, stellen Sie sich ein Glas Wasser vor. Wenn man einen Löffel schwarze Tinte hinzufügt, wird das Wasser dunkel. Wenn man einen zweiten Löffel Tinte hinzufügt, wird es nicht viel dunkler. Ein Glas Wasser, dem nichts hinzugefügt wurde, ist also klar, während ein Glas Wasser mit einem oder zwei Löffeln Tinte dunkel ist, wobei die Tinte ein dominierendes Protein ist. In ähnlicher Weise sind Grübchen das Ergebnis eines Proteins, das den Muskeln hilft, die Grübchen entstehen zu lassen. Ein Gen, das dieses Protein exprimiert, reicht aus, um diesen Effekt zu erzielen.

Wenn Genetiker über diese Merkmale sprechen, verwenden sie die Begriffe dominant und rezessiv, um anzugeben, welches Gen in der Person exprimiert wird. Dominante Merkmale bedeuten, dass das Gen bei einer oder zwei Kopien des Gens zum Ausdruck kommt (wie das Gen für Pickel). Rezessive Merkmale sind solche, bei denen beide Gene gleich sein müssen, damit das genetische Merkmal zum Vorschein kommt (z. B. keine Grübchen zu haben).

Wenn sich eine Zelle teilt, wird die DNA dupliziert und beide neuen Zellen erhalten identische Kopien der DNA. Die beiden neuen Zellen sind also genetisch identisch mit der alten Zelle. Wenn zwei Menschen ein Kind zeugen, erbt das Kind jedoch nur eine Kopie von jedem Elternteil. Das Kind wird also zwei Kopien haben, wie jeder Elternteil, aber die Kombination wird unterschiedlich sein. Die genaue Kombination der Gene, die das Kind hat, bestimmt unter anderem, wie das Kind aussieht.

Warum ist das wichtig:
Warum interessieren sich Genetiker (und andere Menschen) für Genetik und Vererbung? Es ist nicht nur interessant zu sehen, welche Eigenschaften von Generation zu Generation weitergegeben werden, sondern viele Krankheiten sind mit der Genetik verknüpft und werden nicht durch Bakterien oder Viren verursacht, so dass es wichtig ist, festzustellen, welche Krankheiten mit genetischen Faktoren verbunden sein könnten. Zu den üblichen Hinweisen gehört, dass die Krankheit auf Familien beschränkt ist. Dominante Merkmale und rezessive Merkmale weisen unterschiedliche Muster auf. Dominante Merkmale treten im Allgemeinen in jeder Generation bei der Hälfte oder mehr der Kinder auf, während rezessive Merkmale dazu neigen, Generationen zu überspringen und nur bei einem Viertel der Kinder aufzutreten.

Ein Beispiel für eine genetische Erkrankung ist die Sichelzellenanämie, bei der ein Protein der roten Blutkörperchen, das Hämoglobin, anders gebildet wird als bei den meisten Menschen. Diese Veränderung kann dazu führen, dass sich die roten Blutkörperchen unter bestimmten Bedingungen von einer runden Donutform in eine längliche, sichelförmige Form verwandeln. Interessanterweise verschwinden solche Bedingungen manchmal im Laufe der Zeit, während die Sichelzellenanämie in der Regel bestehen bleibt. Eine populäre Erklärung dafür ist, dass zwar beide Gene für diese Erkrankung zu einer Krankheit führen können, aber nur ein Gen für diese Erkrankung (wobei das andere Gen die nicht-sichelförmige Variante ist) nicht zu einer signifikanten Anämie führt (wodurch es sich um eine rezessive Erkrankung handelt) und eine Resistenz gegen Malaria bewirkt. Da in vielen Regionen der Welt, in denen die Sichelzellkrankheit verbreitet ist, auch Malaria vorkommt, bietet das Gen für dieses Protein der gesamten Bevölkerung einen ausreichenden Schutz, so dass die Anämiewerte nicht sinken.

Was zu beachten ist:
Das, was hier dargestellt wurde, ist eine leicht vereinfachte Version von DNA, Proteinen und Vererbung.
So kann beispielsweise Strahlung Mutationen in der DNA verursachen. Bei der Vervielfältigung der DNA kommt es manchmal zu Fehlern. Ihre Zellen haben zwar Mechanismen, um diese zu reparieren, aber diese Mechanismen sind nicht perfekt. Es gibt noch andere Dinge, die Veränderungen in der DNA verursachen können, aber im Allgemeinen ist die DNA bemerkenswert beständig.

Einige Merkmale werden von mehreren Genen gesteuert. Während dunkles Haar und dunkle Augen dazu neigen, zu dominieren, werden sie nicht durch ein einzelnes Gen gesteuert, so dass es nicht immer vorhersehbar ist, welche Augen- und Haarfarbe Ihr Kind haben wird, wenn Sie nur die Haarfarbe der Eltern betrachten.

Dies spiegelt sich auch in der großen Anzahl von Haarfarbvariationen wider (schwarz, blond, braun, rot, alle mit verschiedenen Schattierungen).

Schließlich muss noch viel Arbeit geleistet werden, insbesondere bei der Bestimmung, ob bestimmte Arten von Verhalten und Persönlichkeit genetisch beeinflusst sein könnten. Zwar sind einige Menschen davon überzeugt, dass weiche Eigenschaften wie Humor, Aggressivität usw. genetisch beeinflusst sind, doch fehlt es an soliden Beweisen. Außerdem ist überhaupt nicht bekannt, inwieweit diese Eigenschaften durch Vererbung bestimmt werden.

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