Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

49 Die Vererbung folgt bestimmten Gesetzmäßigkeiten M Arbeitsheft Seite 16, 17, 18, 21 Mutationen – Veränderungen des Erbguts Eine exakte Basenpaarung bei der Replikation der DNA ist einer von vielen Faktoren für eine Kontinuität des genetischen Materials. Treten dabei Fehler auf, kommt es zu einer Veränderung des Erbguts, zu einer Mutation. Bei vielzelligen Lebewesen unterscheidet man zwischen Mutationen in Kör­ perzellen ( somatische Mutationen ) und Mutationen in Geschlechtszellen (bzw. deren Vorläuferzellen; Keimbahnmutationen ). Geschlechtlich erzeugte Nachkommen sind von somatischen Mutationen nicht betroffen Somatische Mutationen werden im Zuge von Mitosen an die Tochterzellen weitergegeben, nicht jedoch an geschlechtlich erzeugte Nachkommen. Kommt es beispielsweise bei einem Menschen in einer Hautzelle durch UV-Strahlung zu Mutationen, die zu unkontrollierten Zellteilungen führen, wer­ den diese Veränderungen im Erbmaterial an die Tochterzellen weitergegeben, die sich ebenfalls unbegrenzt teilen können – ein Tumor entsteht ( S. 69 ff). Diese Mutationen haben jedoch keine Folgen für die Nachkommen. Keimbahnmutationen werden an die Nachkommen vererbt Findet eine Keimbahnmutation statt, hat es für den betreffenden Organismus direkt keine Auswirkungen, möglicherweise jedoch für seine Kinder. Findet in einer Geschlechtszelle beispielsweise eine Mutation statt, die zum Ausfall eines für die Produktion von Hautpigment verantwortlichen Enzyms führt, kann es sein, dass Nachkommen mit Albinismus auftreten. Mutationen können problematisch oder unproblematisch sein Mutationen, die – wie die oben genannten – negative Auswirkungen für den Organismus haben (zB Tumorbildung, Enzymdefekte), werden als problemati­ sche Mutationen bezeichnet. Veränderungen im Erbgut können aber auch un­ problematisch sein, in dem sie keine Konsequenzen für den Organismus haben oder sogar zu Verbesserungen (zB eines Proteins) führen. Ohne Mutati­ onen hätte es keine Entwicklung von den ersten Prokaryonten vor rund vier Milliarden Jahren ( S. 94) bis hin zur heutigen Vielfalt an Lebewesen gege­ ben. Mutationen sind einer der Motoren der Evolution ( S. 88 f). Mutationen können induziert werden oder spontan entstehen Gene und Chromosomen können sich unter Einfluss verschiedener Umweltfak­ toren dauerhaft verändern ( induzierte Mutationen ). In den 1920er Jahren konnten bei Taufliegen, die mit Röntgenstrahlen behan­ delt wurden, gehäuft Mutationen beobachtet werden. Heute steht fest, dass Röntgenstrahlen und andere Formen energiereicher Strahlung (UV- und radio­ aktive Strahlung) mutagen sind. Auch bestimmte Chemikalien (zB Teerstoffe , Aflatoxine ) stellen sehr wir­ kungsvolle Mutagene dar. Spontanmutationen finden ohne äußere Ursache statt. Sie werden also nicht (zumindest nicht erkennbar) durch Mutagene induziert.  somatische Mutationen soma (griech.) = Körper  Keimbahnmutationen Die Keimbahn ist die Zelllinie, die nach der Befruchtung zur Entwicklung von Keimdrüsen und Keimzellen führt.  Albinismus auffälliger Pigmentmangel albus (lat.) = weiß  induzierte Mutationen inducere (lat.) = hineinführen  mutagen Veränderungen im Erbgut verursachend  Teerstoffe sind u.a. in Tabakwaren enthalten  Aflatoxine giftige Stoffwechselprodukte verschiede­ ner Schimmelpilzarten  Mutagene Faktoren (bzw. Stoffe), die Mutationen auslösen Die Physikerin Marie Skłodowska Curie starb im Alter von 67 Jahren an Leu­ kämie. Rosalind Franklin ( S. 17) verstarb 38jährig an Krebs. Nach der Nuk­ learkatastrophe von Tschernobyl (1986) nahmen nahezu weltweit Schilddrü­ senkrebserkrankungen zu. Erörtere die Möglichkeit, dass diese angeführten Fälle in ursächlichem Zusammenhang stehen könnten. Selbst aktiv! 1. Eine Löwin vererbt ihrem männlichen Nachkommen das mutierte „Hautpigment-Gen“. Gib an, wovon es abhängt, ob er Albino (helle Haut-, Fell- und Augenfarbe) ist. Nenne seinen Genotypus. 2. Erläutere die Unterschiede zwi­ schen Mutationen bei einzelli­ gen und Mutationen bei viel­ zelligen Lebewesen, im Hinblick auf die Vererbung. 3. Stelle Vermutungen an, ob so­ matische Mutationen an unge­ schlechtlich erzeugte Nach­ kommen weitergegeben werden können. 4. Nitrosamine sind ein weiteres Beispiel für chemische Mutage­ ne. Recherchiere im Internet ihre Entstehung und nenne Beispiele zu ihrem Vorkommen. Selbst aktiv! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv