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Mendel'sche Regeln

Bereits in den 1860er Jahren entdeckte Gregor Mendel bestimmte Gesetzmäßigkeiten, nach denen Gene weitergegeben werden. Er untersuchte die Vererbung anhand von Erbsenpflanzen und führte Kreuzungsexperimente mit gelben und grünen, runzligen und glatten Erbsenfrüchten durch. Anhand seiner Ergebnisse postulierte er zwei Vererbungsregeln, die erst viel später mit der Entdeckung der Chromosomen wirklich verstanden wurden.

Wir haben bereits gelernt, dass sich Gene auf den Chromosomen befinden. Meist liegen die Chromosomen in doppelter Ausführung vor, man nennt diese Organismen diploid. Das Zuckerrohr zum Beispiel hat 20 Chromosomen, also 10 Chromosomenpaare. Wenn auf den homologen Chromosomen zufällig die gleiche Variante eines Gens vorkommt, also beide exakt die gleiche Basenreihenfolge aufweisen, so ist der Organismus in Bezug auf dieses Gen reinerbig. In der Fachsprache spricht man von den gleichen Allelen auf beiden Chromosomen. In vielen Fällen weisen die Chromosomen unterschiedliche Allele auf, man spricht dann von Mischerbigkeit.

Bei der Vermehrung gibt jeder Elternteil die Hälfte seiner Erbinformation an die Nachkommen weiter. Deshalb wird bei der Entstehung der Keimzellen der Chromosomensatz halbiert. Die Keimzellen haben demzufolge einen einfachen Chromosomensatz, sie sind haploid. Treffen Pollen und Eizelle aufeinander, so verschmelzen ihre Zellkerne und es bildet sich wieder ein diploider Chromosomensatz.

Die Tochtergeneration F1 (lat. Filialgeneration) kann im Vergleich zur Elterngeneration P (lat. Parentalgeneration) neue Eigenschaften besitzen.

 

Uniformitätsregel

Kreuzt man zwei Pflanzen, die sich in einem Merkmal unterscheiden und in Bezug auf dieses Merkmal reinerbig sind, so sind die Nachkommen in der F1-Generation in Bezug auf dieses Merkmal einheitlich mischerbig. Ihr Genotyp ist gleich. Dies ist die erste Mendel‘sche Regel, sie heißt Uniformitätsregel. Wenn also der Pollen reinerbig für das Gen für rote Blüten und die Eizelle reinerbig für das Gen für weiße Blüten ist, so erhalten die Nachkommen jeweils ein Chromosom mit dem Allel für rote und eines mit dem Allel für weiße Blüten.

 

 

 

Spaltungsregel 

Bei Kreuzung mischerbiger Eltern spalten die Nachkommen in ihren Eigenschaften auf.

Kreuzt man die Individuen der F1-Generation untereinander, so spalten die Genotypen in der F2-Generation nach einem bestimmten Verhältnis auf. Dies ist die zweite Mendel‘sche Regel, sie heißt Spaltungsregel. Das hängt damit zusammen, dass sich unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten für die Allele ergeben. Jeweils ein Viertel der Nachkommen erbt zwei Allele für rote beziehungsweise zwei Allele für weiße Blüten und ist somit wieder reinerbig in Bezug auf die Blütenfarbe. Die restlichen Pflanzen haben wieder ein Allel für rote und eines für weiße Blüten; sie sind also wie ihre Eltern mischerbig.

 

 

 

Dominant/rezessiver Erbgang

Nun kann es vorkommen, dass sich bei Mischerbigkeit ein Gen stärker durchsetzt als sein Partner, der für dieselbe Eigenschaft zuständig ist. Dann haben die Nachkommen der F1-Generation nicht nur alle den gleichen Genotyp, sondern sie sehen auch alle so aus, wie der Elternteil, der das stärkere oder dominante Gen vererbt hat. Wenn das Allel für rote Blüten über das Allel für weiße Blüten dominiert, dann sehen auch die Pflanzen rot aus, die jeweils ein Allel für weiße und für rote Blüten tragen. Erst in der nächsten Generation spaltet die Eigenschaften im Verhältnis 3:1 auf.

 

Intermediärer Erbgang

Wenn beide Gene gleichmäßig stark ausgeprägt werden, handelt es sich um einen intermediären Erbgang. Die Nachkommen der F1-Generation sehen dann alle aus wie eine Mischung ihrer beiden Eltern. Wenn in einer Pflanze die Allele für rote und weiße Blüten gleich stark sind, dann blühen diese Pflanzen in einer Mischfarbe (rosa). Erst in der nächsten Generation spaltet die Eigenschaft im Verhältnis 1:2:1 auf.