Grundlagen der Vererbung Menschliche Keimzellen haben 23 Chromosomen In den Zellkernen von Eizellen und Spermien findet man je 23 Chromosomen (23 „Kochbücher“). Diese unterscheiden sich voneinander. Jeweils ein Chromosom der Eizelle passt jedoch zu einem bestimmten Chromosom des Spermiums und umgekehrt – so wie in einem „Schwarzer Peter“-Spiel zwei Karten eines Pärchens (homologe Chromosomen) zusammenpassen. Eine Ausnahme bildet das 23. Chromosom, das Geschlechtschromosom. Es hat nicht immer einen homologen Partner. In Eizellen kommt nur das mit X bezeichnete größere Geschlechtschromosom vor, Spermien hingegen sind entweder mit einem X- oder mit dem kleineren Y- Geschlechtschromosom ausgestattet. Die befruchtete Eizelle enthält 2-mal 23 Chromosomen Bei der Befruchtung verschmelzen die Zellkerne von Eizelle und Spermium. Die Zygote hat demnach 2-mal 23 Chromosomen (22 Chromosomenpaare und 2 Geschlechtschromosomen). Je nachdem, ob eine Eizelle von einem X- oder einem Y-hältigen Spermium befruchtet wird ( Abb. 1), entsteht ein Mädchen (XX) oder ein Bub (XY). Vor jeder Zellteilung verdoppelt sich das Erbmaterial Die Zygote beginnt sich auf ihrem Weg zur Einnistung in die Gebärmutterschleimhaut zu teilen (Zellteilung, Abb. 2). Bevor sich die Zelle teilen kann, muss sich das Erbgut verdoppeln – es entsteht eine exakte Kopie ( Abb. 2 b). Die beiden Kopien werden aufgeteilt ( Abb. 2 c-d). Die Zelle teilt sich ( Abb. 2 e). Die daraus entstehenden zwei Zellen haben identisches Erbmaterial. Die Zellteilungen wiederholen sich im Laufe der Schwangerschaft bis schließlich ein kompletter Organismus entstanden ist – Tausende Milliarden Körperzellen, die alle mit demselben Erbmaterial ausgestattet sind (in allen Zellen befinden sich sozusagen dieselben „Rezepte“). Eine Muskelzelle besitzt also dieselben Erbanlagen wie beispielsweise eine Leber-, eine Nerven- oder eine Hautzelle. Aber wieso sehen Haut-, Muskel- oder Nervenzellen dennoch unterschiedlich aus und haben auch andere Funktionen? Der Grund ist, dass in den einzelnen Zellen ganz speziell nur jene Gene („Rezepte“) gelesen werden, die die Zelle benötigt, um ihre Aufgabe im Körper erfüllen zu können. Das bedeutet, dass in einer Muskelzelle zum Teil andere Gene zum Einsatz kommen als zum Beispiel in einer Nervenzelle. Keimzellen sind haploid, Körperzellen diploid Zellen, die wie die Keimzellen jedes Chromosom nur einmal besitzen (einfacher Chromosomensatz), werden als haploid bezeichnet. Zellen, die wie unsere Körperzellen einen doppelten Chromosomensatz besitzen, nennt man diploid. homologe Chromosomen homologos (griech.) = übereinstimmend Zellteilungen Da in unserem Körper immer wieder Zellen entstehen bzw. erneuert werden, finden zeitlebens Zellteilungen statt. Chromosomensatz Ein menschlicher Chromosomensatz enthält rund 25 000 verschiedene Gene. haploid haploeides (griech.) = einfach diploid diploos (griech.) = doppelt 1 Vererbung des Geschlechts 2 Zellteilung (Schema): a) diploide Zygote b) DNA bereits verdoppelt, Zellkernhülle aufgelöst c) DNA ordnet sich in der Zellmitte an d) Erbmaterial wird voneinander getrennt und auseinandergezogen e) Kernhülle bildet sich um die DNA, Zelle teilt sich + = + = des Geschlechts XX (Mädchen) XY (Bub) X X X Y Seite 111: Zellteilung a b c d e 109 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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