am Puls Biologie 8, Schulbuch

47 Vererbungsregeln und Humangenetik Genommutationen können die Stoffwechselrate verändern Wenn du dir eine Erdbeere schmecken lässt, ist dir wohl nicht bewusst, dass du Zellen mit beson- ders vielen Chromosomen vernaschst. Eine Kul- turerdbeere enthält nämlich nicht nur zwei, son- dern gleich acht bis zehn Chromosomensätze. Dabei handelt es sich aber nicht um das Produkt moderner Gentechnologie, sondern um eine züchterische Nutzung der Polyploidie . Darunter versteht man die Vervielfachung des ganzen Chromosomensatzes. Die Polyploidie ist daher eine Genommutation , also eine Veränderung der Chromosomenanzahl. Von dieser Mutation ist fast die Hälfte aller wilden Pflanzen betroffen, im Tierreich ist die Polyploidie dagegen auf gewisse Gewebe be- schränkt. In polyploiden Zellen ist die Stoffwechselaktivität und die Proteinsynthese erhöht, da mehr als die üblichen zwei Gene vorliegen. Dies führt zu ver- größerten Zellen und Geweben, wie bei der ein- gangs erwähnten Erdbeere. Wie kann es zur Polyploidie kommen? Bei der Autopolyploidie enthält ein Zellkern mehr als zwei Chromosomensätze (AA), zB drei (AAA) wie beim Kulturapfel. In dem Fall spricht man von Triploidie , die durch Mehrfachbefruchtung ( k Abb. 16 a) oder diploide Keimzellen ( k Abb. 16 b) entstehen kann. Triploide Pflanzen können selbst keine Keimzellen bilden, weil nicht alle Chromo- somen in der Meiose einen homologen Partner finden können. Sie sind also steril. Das Genom der Rapspflanze ( Brassica napus ) ist ein Beispiel für einen anderen Typ der Polyploi- die, die Allopolyploidie . Diese entsteht durch Hybridisierung 1 , also wenn Keimzellen von zwei verschiedenen Arten miteinander verschmelzen. Allopolyploide Sorten vereinen also Chromoso- men und Merkmale verschiedener Arten mitein- ander. Der oben angesprochene Raps ( B. napus ) ist aus einer Hybridisierung von Rübsen ( B. rapa ) und Weißkohl ( B. oleracea ) hervorgegangen. In der Natur kommt diese Hybridisierung nur bei sehr nahe verwandten Arten vor. Starke Auswirkungen auf den Phänotyp haben Genommutationen, bei denen nicht der ganze Chromosomensatz, sondern nur einzelne Chro- mosomen in veränderter Zahl vorliegen. Durch Fehler bei der Keimzellenbildung kann in der Zygote ein Chromosom fehlen (Monosomie) oder dreifach vorliegen (Trisomie). Beispiele findest du in folgendem Abschnitt (S. 53). Bei einer Genom- mutation ist die Anzahl der Chromo- somen verändert. Steuerung und Regelung Abb.16: Autopolyploidie. Durch Mehrfachbefruchtung (a) oder fehlerhaft gebildete, diploide Keimzellen (b) können triploide Zellen entstehen. Triploidie (AAA) 3n = 9 Triploidie (AAA) 3n = 9 Befruchtung mehrfache Befruchtung fehlerhafte Meiose diploide Urkeimzellen 2n = 6 mit 3 Paaren homologer Chromosomen Replikation und Meiose Replikation und Meiose diploide Keimzelle 2n = 6 haploide Keimzellen n = 3 Glossar 1 Hybrid ursprünglich Griechisch für Anma- ßung, dann Latein für Bastard oder Mischling, bezeichnet allgemein eine Kreuzung oder Mischung. Aufgabe E 1 Tetraploidie: Skizziere eine Möglich- keit, wie eine tetraploide Pflanze (also mit vierfachem Chromosomensatz) entstehen kann. Basiskonzept Steuerung und Regelung: Verstärkte Stoffwechselaktivität führt zu ver­ größerten Zellen und Geweben. Daher nutzen Züchterinnen und Züchter diesen Effekt, um besonders große Früchte zu erhalten. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv