Wie bestimmen Allele Merkmale in der Genetik?
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Ein Allel ist eine alternative Form eines Gens (ein Mitglied eines Paares), das sich an einer bestimmten Position auf einem bestimmten Chromosom befindet. Diese DNA-Kodierungen bestimmen bestimmte Merkmale, die durch sexuelle Reproduktion von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden können. Der Prozess, durch den Allele übertragen werden, wurde vom Wissenschaftler und Abt Gregor Mendel (1822-1884) entdeckt und im sogenannten Mendelschen Gesetz der Trennung formuliert.
Dominante und rezessive Allele
Diploide Organismen haben typischerweise zwei Allele für ein Merkmal. Wenn Allelpaare gleich sind, sind sie homozygot. Wenn die Allele eines Paares heterozygot sind, kann der Phänotyp eines Merkmals dominant und der andere rezessiv sein. Das dominante Allel wird exprimiert und das rezessive Allel maskiert. Dies ist als vollständige genetische Dominanz bekannt. In heterozygoten Beziehungen, in denen kein Allel dominiert, aber beide vollständig exprimiert sind, werden die Allele als co-dominant angesehen. Die Ko-Dominanz ist beispielhaft für die Vererbung der AB-Blutgruppe. Wenn ein Allel nicht vollständig über dem anderen dominiert, drücken die Allele eine unvollständige Dominanz aus. Unvollständige Dominanz zeigt sich in der rosa Blütenfarbe der roten und weißen Tulpen.
Mehrere Allele
Während die meisten Gene in zwei Allelformen existieren, haben einige mehrere Allele für ein Merkmal. Ein häufiges Beispiel hierfür beim Menschen ist die ABO-Blutgruppe. Die menschliche Blutgruppe wird durch das Vorhandensein oder Fehlen bestimmter Identifikatoren, Antigene genannt, auf der Oberfläche roter Blutkörperchen bestimmt. Personen mit Blutgruppe A haben A-Antigene auf Blutzellenoberflächen, solche mit Typ B haben B-Antigene und solche mit Typ O haben keine Antigene. ABO-Blutgruppen existieren als drei Allele, die als dargestellt werden (ICHEIN, ichB, ichÖ). Diese mehreren Allele werden vom Elternteil an die Nachkommen weitergegeben, so dass von jedem Elternteil ein Allel geerbt wird. Es gibt vier Phänotypen (A, B, AB oder O) und sechs mögliche Genotypen für menschliche ABO-Blutgruppen.
| Blutgruppen | Genotyp |
|---|---|
| EIN | (ICHEIN,ichEIN) oder (IEIN,ichÖ) |
| B | (ICHB,ichB) oder (IB,ichÖ) |
| AB | (ICHEIN,ichB) |
| Ö | (ICHÖ,ichÖ) |
Die Allele IEIN und ichB dominieren den rezessiven IÖ Allel. Bei Blutgruppe AB ist das IEIN und ichB Allele sind co-dominant, da beide Phänotypen exprimiert werden. Die O-Blutgruppe ist homozygot rezessiv und enthält zwei IÖ Allele.
Polygene Merkmale
Polygene Merkmale sind Merkmale, die von mehr als einem Gen bestimmt werden. Diese Art von Vererbungsmuster beinhaltet viele mögliche Phänotypen, die durch Wechselwirkungen zwischen mehreren Allelen bestimmt werden. Haarfarbe, Hautfarbe, Augenfarbe, Größe und Gewicht sind Beispiele für polygene Merkmale. Die Gene, die zu diesen Merkmalstypen beitragen, haben den gleichen Einfluss, und die Allele für diese Gene befinden sich auf verschiedenen Chromosomen.
Eine Reihe verschiedener Genotypen entsteht aus polygenen Merkmalen, die aus verschiedenen Kombinationen von dominanten und rezessiven Allelen bestehen. Individuen, die nur dominante Allele erben, haben einen extremen Ausdruck des dominanten Phänotyps; Individuen, die keine dominanten Allele erben, haben einen extremen Ausdruck des rezessiven Phänotyps; Individuen, die unterschiedliche Kombinationen von dominanten und rezessiven Allelen erben, weisen unterschiedliche Grade des intermediären Phänotyps auf.
