Segregationsgesetz Definition
Gregor Mendels Segregationsgesetz besagt, dass sich die beiden Allele für jedes Merkmal bei der Bildung der Keimzellen segregieren oder trennen und dass sich die Allele bei der Bildung neuer Zygoten zufällig mit anderen Allelen verbinden. Das Segregationsgesetz stellt sicher, dass ein Elternteil, der zwei Kopien jedes Gens besitzt, beide Allele weitergeben kann. Beide Allele haben die gleiche Chance, in einer Zygote zu landen.
In sich sexuell fortpflanzenden Organismen wird das Genom in zwei identischen Kopien getragen. Eine Kopie wurde von jedem Elternteil in Form einer Gamete vererbt. Diese Organismen werden als diploid bezeichnet, wenn sie beide Kopien des Genoms besitzen, und als haploid, wenn sie Gameten sind und nur eine Kopie besitzen. Obwohl Gregor Mendel nicht genau wusste, wie der Prozess abläuft, haben moderne Mikroskope und molekulare Techniken gezeigt, dass die Allele während der Meiose getrennt werden.
Die Meiose findet in spezialisierten Zellen statt, die als Gametozyten bekannt sind und haploide Zellen aus diploiden Zellen bilden. Damit die Ploidie der Zelle reduziert werden kann, müssen die Chromosomen in der Zelle gleichmäßig geteilt werden. Um diesen Prozess einzuleiten, wird die gesamte DNA einer Zelle verdoppelt. Dadurch entstehen zwei Kopien jedes Allels. In dieser Zelle gibt es nun 4 Allele für jedes Gen, wobei 2 von ihnen einfach identische Kopien der ursprünglichen 2 sind. Wenn die Meiose beginnt, kondensieren die Chromosomen und richten sich an ihren homologen Paaren aus. Homologe Chromosomen sind diejenigen, die identische DNA-Abschnitte enthalten, die ursprünglich von verschiedenen Eltern geerbt wurden.
Während der Prophase I der Meiose I binden sich die homologen Chromosomen zusammen. Dabei können sich bestimmte Abschnitte der DNA überlappen, was zu Brüchen in der DNA führt. Aufgrund der Ähnlichkeit der DNA tauschen die Brüche einfach Segmente in einem Prozess aus, der Crossing-over genannt wird. Dieses Crossing-over trägt sowohl zur zufälligen Vererbung der Allele als auch zur Trennung der verschiedenen Gene bei. Die Trennung der verschiedenen Gene während der Meiose ist als Gesetz der unabhängigen Auswahl bekannt. Während der Metaphase I der Meiose I werden diese gebundenen homologen Paare in der Mitte der Zelle ausgerichtet und getrennt. Auf diese Weise werden die verschiedenen Allele für jedes Gen effektiv getrennt. Während der Meiose II werden die Kopien der Allele in einzelne Gameten getrennt. Dadurch wird sichergestellt, dass jedes Allel in eine neue Keimzelle gelangt und eine im Wesentlichen gleiche Chance hat, eine Keimzelle zu finden, mit der es verschmelzen und einen neuen Organismus schaffen kann.
Durch das Gesetz der Segregation ist jedes Allel eine eigene Einheit und hat immer die gleiche Chance, an die nächste Generation weitergegeben zu werden. Das bedeutet, dass unabhängig davon, ob das Allel in seiner Beziehung zu dem anderen Allel dominant oder rezessiv ist, es auf die gleiche Weise und mit der gleichen Häufigkeit weitergegeben wird. Das Gesetz der unabhängigen Sortierung besagt, dass Gene zwar auf denselben Chromosomen vorhanden sein können, aber aufgrund der Mechanismen der Meiose auch unabhängig voneinander vererbt werden.
- Gesetz der unabhängigen Sortierung – Gene für verschiedene Merkmale werden unabhängig voneinander in separate Gameten sortiert.
- Meiose – Zellteilung, bei der die Menge an genetischer Information reduziert wird, um Gameten zu bilden.
- Mitose – Der Prozess der Zellteilung, bei dem Zellen einfach repliziert werden.
- Gen – Ein DNA-Segment, das Informationen für ein bestimmtes Protein trägt, das viele verschiedene Versionen oder Allele haben kann.
Quiz
1. Eine Erbsenpflanze hat sowohl Allele für gelbe Erbsen (Y) als auch für grüne Erbsen (y). An der eigentlichen Pflanze sind alle Erbsen gelb, weil das gelbe Allel dominant ist. Diese Erbsenpflanze wird mit einer anderen Pflanze gekreuzt, die ebenfalls das Genom (Yy) besitzt. Einige der Nachkommen haben grüne Erbsen. Für welches Gesetz ist dies ein Beispiel?
A. Gesetz der Segregation
B. Gesetz des unabhängigen Sortiments
C. Weder noch
2. Forscher züchten Mäuse, um zwei Merkmale zu untersuchen: Fellfarbe und Felllänge. Die Allele für diese Merkmale befinden sich auf separaten Genen, die auf verschiedenen Chromosomen liegen. Eine langhaarige schwarze Maus wird mit einer kurzhaarigen weißen Maus gekreuzt. Können die Mäuse einen weißen Nachkommen mit langen Haaren hervorbringen? Warum oder warum nicht?
A. Ja, das Gesetz der Segregation garantiert es.
B. Ja, das Gesetz der unabhängigen Auswahl garantiert es.
C. Nein, die Nachkommen müssen einem der Elternteile ähneln.
3. Ein Organismus hat zwei Kopien des gleichen Allels, eine von jedem Elternteil. Da die Allele die gleichen sind, kann das Gesetz der Segregation in diesem Gen für diesen Organismus stattfinden?
A. Ja, obwohl die Allele bei den Nachkommen die gleiche Wirkung haben werden.
B. Nein, ohne einen Unterschied in den Allelen sind sie nicht wirklich getrennt.
C. Ja, aber es ist anders als bei einem Organismus mit unterschiedlichen Allelen.