Biowissenschaften Häufige Fragen zur Genetik
Einige Forscher vertreten die Meinung, dass Intelligenz in jedem Fall einen erblichen Anteil habe, da „die heute als klassisch anzusehende Metaanalyse von Bouchard und McGue (1981) die empirische Suche nach der Antwort auf die Frage, ob allgemeine Intelligenz erblich ist, mit einem eindeutigen ‚ja‘“ beantwortet habe.Was heißt denn überhaupt "genetischer Anteil?".
Das ist in meinen Augen eine Platitüde. Ohne Gene funktioniert natürlich gar nichts. Das fängt bereits bei den Genen an, die notwendig sind, damit ein Blutgefäßsystem entsteht, dass unsere Hirnzellen vernünftig mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt. In den Nervenzellen werden sehr viele Gene benötigt, um den Stoffwechsel und um die Informationsverarbeitung zu ermöglichen.
Natürlich gibt es deshalb einen Beitrag genetisch variabler Faktoren zur Varianz der Intelligenz (d. h. die Erblichkeit ist nicht null). Die Erblichkeit ist aber keine Naturkonstante wie das Plancksche Wirkungsquantum und selbst von der Umwelt abhängig (s. Definition). Wie bereits weiter oben erwähnt, sollte das gesellschaftliche Ziel sein, die Bedeutung der variablen Umweltbedingungen zu drücken, um Chancengerechtigkeit zu schaffen. Die genetischen Varianzbeiträge würden dann übrig bleiben ("Erblichkeit" = 100%), dies wäre das gesellschaftspolitische Ziel!
Mutationen in sehr vielen Genen können den Entwicklungsprozess von Gehirnen und deren Funktion schädigen. Gehirne sind aber auf die Umwelt ausgerichtete Lernmaschinen und sie können nur in der Interaktion mit dieser ihr Potential ausnutzen.
Karl
Werdegang und Würdigung von Gregor Mendel kann bei Wikipedia ( Linktipp) nachgelesen werden. Hier möchte ich aus meiner Sicht kurz schildern, worin ich seine große Leistung sehe.
Mendel gilt als Vater der wissenschaftlichen Genetik, weil er als erster zeigen konnte, dass Erbanlagen für Merkmale als Ganzes vererbt werden könen und dass die Nachkommen keineswegs eine Mischung aus den Eltern sind wie man sich das bei "Blutsverwandtschaft", der Durchmischung zweier Flüssigkeiten, vorgestellt hatte. Die Nachkommen stehen keineswegs in allen Merkmalen zwischen ihren Eltern, sondern sie können entweder ein Merkmal nur von der Mutter oder nur von dem Vater ererben. Ein in der Elterngeneration aufgetretenes Merkmal kann auch ganz verschwinden oder Generationen überspringen.
Auch wenn Mendel mit Erbsen gearbeitet hat, wissen wir heute, dass er mit seinen Mendelschen Regeln allgemeine Prinzipien herausgefunden hat, die für alle höheren Lebewesen gelten, bei denen im Zellkern jedes Gen, jede Erbanlage doppelt vorliegt, eine Kopie vom Vater, eine von der Mutter. Wenn beide Anlagen übereinstimmen, ist das Ergebnis immer eindeutig und das zugehörige Merkmal wird ausgeprägt. Stimmen die Genvarianten von Vater und Mutter nicht überein, kommt meist nur ein Merkmal zur Ausprägung, weil entweder die väterliche oder mütterliche Variante dominiert. In späteren Generation tauchen aber auch die nicht-dominanten (rezessiven) Merkmale wieder auf, d. h. die Erbanlagen hierfür waren nicht verloren gegangen.
Es kann auch Zwischenformen geben ( intermediäre Vererbung).
Die Aufdeckung der körnigen Weitergabe der Erbanlagen an die Nachkommen war das entscheidende Verdienst von Mendel. Mendel arbeitete mit solchen Erbanlagen (Genen), die in der Erbse jeweils in zwei Zuständen vorlagen (Allelen, Genvarianten) und mit jeweils einem Merkmal verknüpft waren.
Heute wissen wir, dass viele Gene in sehr vielen Allelen in einer Tier- oder Pflanzenpopulation vorliegen ( Multiple Allelie, Polymorphismus). Mendel hatte das Wissen davon, was ein Gen eigentlich ist, noch nicht.
Mendel gilt als Vater der wissenschaftlichen Genetik, weil er als erster zeigen konnte, dass Erbanlagen für Merkmale als Ganzes vererbt werden könen und dass die Nachkommen keineswegs eine Mischung aus den Eltern sind wie man sich das bei "Blutsverwandtschaft", der Durchmischung zweier Flüssigkeiten, vorgestellt hatte. Die Nachkommen stehen keineswegs in allen Merkmalen zwischen ihren Eltern, sondern sie können entweder ein Merkmal nur von der Mutter oder nur von dem Vater ererben. Ein in der Elterngeneration aufgetretenes Merkmal kann auch ganz verschwinden oder Generationen überspringen.
Auch wenn Mendel mit Erbsen gearbeitet hat, wissen wir heute, dass er mit seinen Mendelschen Regeln allgemeine Prinzipien herausgefunden hat, die für alle höheren Lebewesen gelten, bei denen im Zellkern jedes Gen, jede Erbanlage doppelt vorliegt, eine Kopie vom Vater, eine von der Mutter. Wenn beide Anlagen übereinstimmen, ist das Ergebnis immer eindeutig und das zugehörige Merkmal wird ausgeprägt. Stimmen die Genvarianten von Vater und Mutter nicht überein, kommt meist nur ein Merkmal zur Ausprägung, weil entweder die väterliche oder mütterliche Variante dominiert. In späteren Generation tauchen aber auch die nicht-dominanten (rezessiven) Merkmale wieder auf, d. h. die Erbanlagen hierfür waren nicht verloren gegangen.
Es kann auch Zwischenformen geben ( intermediäre Vererbung).
Die Aufdeckung der körnigen Weitergabe der Erbanlagen an die Nachkommen war das entscheidende Verdienst von Mendel. Mendel arbeitete mit solchen Erbanlagen (Genen), die in der Erbse jeweils in zwei Zuständen vorlagen (Allelen, Genvarianten) und mit jeweils einem Merkmal verknüpft waren.
Heute wissen wir, dass viele Gene in sehr vielen Allelen in einer Tier- oder Pflanzenpopulation vorliegen ( Multiple Allelie, Polymorphismus). Mendel hatte das Wissen davon, was ein Gen eigentlich ist, noch nicht.
Mendel kannte weder Chromosomen noch die chemische Natur der Erbsubstanz. Aber schon am Ende des 19. Jahrhunderts wurden die Erbanlagen im Zellkern lokalisiert und durch die Erfindung des Mikroskops wurde es auch möglich zu zeigen, dass Körperchen im Zellkern, Chromosomen genannt, sich bei der Zellteilung so verhielten, wie man es für die genetische Information forderte. So kam es zur Chromosomentheorie der Vererbung.
Chromosomen bestehen aus Eiweiß und Nukleinsäuren. Lange Zeit glaubte man, die genetische Information müsse in den komplizierten Eiweißmolekülen gespeichert sein, aber dann konnte Avery in den 40er Jahren des letzten Jahrhunderts nachweisen, dass alleine die Desoxynukleinsäure (DNS = DNA, engl. Abkürzung) in der Lage war, genetische Information von einem Bakterium auf ein anderes zu übertragen. Watson und Crick klärten dann in den 50er Jahren die räumliche Struktur der DNA-Doppelhelix auf:
(aus Wikipedia)
Der Clou an dieser Struktur ist, dass sie die genetische Information in Form von sich wie Buchstaben in einer Schrift abwechselnden Bausteinen doppelt enthält. Die Doppelhelix besteht aus zwei komplementären Einzelsträngen, die sich umeinander winden und die jeweils als Matrize für einen neuen komplementären Einzelstrang dienen können. Damit war prinzipiell geklärt, wie die Verdopplung des genetischen Materials bei einer Zellteilung ablaufen könnte.
In einem Chromosomen ist ein einziger langer Doppelhelixfaden von Eiweißen (Proteinen) dicht verpackt.
Ein DNA-Einzelstrang besteht aus der Aneinandereihung von vier Bausteinen, die sich in ihren Basen unterscheiden. Die Basen sind
A = Adenin
T = Thymin
C = Cytosin
G = guanin
Die Abfolge dieser Bausteine kann wie in einer Schrift beliebig variieren, so dass z. B. eine DNA-Sequenz lauten könnte
AACGTATCGGACC
Daraus kann der Doppelstrang konstruiert werden, wenn man die Regel beachtet A paart mit T und G paart mit C
AACGTATCGGACC
TTGCATAGCCTGG
Bedeutung gewinnt die Basenabfolge der DNA dadurch, dass sie letztlich benützt wird, um Eiweißmoleküle herzustellen und zwar legt die Reihenfolge der Basen fest, welche Aminosäuren in die Eiweiße (Proteine) eingebaut werden. Der Übersetzungscode ( der genetische Code) ist seit den 60er Jahren entschlüsselt.
Die Frage, die sich jetzt stellt ist: was ist ein Gen? Das wird im nächsten Abschnitt behandelt.
Chromosomen bestehen aus Eiweiß und Nukleinsäuren. Lange Zeit glaubte man, die genetische Information müsse in den komplizierten Eiweißmolekülen gespeichert sein, aber dann konnte Avery in den 40er Jahren des letzten Jahrhunderts nachweisen, dass alleine die Desoxynukleinsäure (DNS = DNA, engl. Abkürzung) in der Lage war, genetische Information von einem Bakterium auf ein anderes zu übertragen. Watson und Crick klärten dann in den 50er Jahren die räumliche Struktur der DNA-Doppelhelix auf:
(aus Wikipedia)
Der Clou an dieser Struktur ist, dass sie die genetische Information in Form von sich wie Buchstaben in einer Schrift abwechselnden Bausteinen doppelt enthält. Die Doppelhelix besteht aus zwei komplementären Einzelsträngen, die sich umeinander winden und die jeweils als Matrize für einen neuen komplementären Einzelstrang dienen können. Damit war prinzipiell geklärt, wie die Verdopplung des genetischen Materials bei einer Zellteilung ablaufen könnte.
In einem Chromosomen ist ein einziger langer Doppelhelixfaden von Eiweißen (Proteinen) dicht verpackt.
Ein DNA-Einzelstrang besteht aus der Aneinandereihung von vier Bausteinen, die sich in ihren Basen unterscheiden. Die Basen sind
A = Adenin
T = Thymin
C = Cytosin
G = guanin
Die Abfolge dieser Bausteine kann wie in einer Schrift beliebig variieren, so dass z. B. eine DNA-Sequenz lauten könnte
AACGTATCGGACC
Daraus kann der Doppelstrang konstruiert werden, wenn man die Regel beachtet A paart mit T und G paart mit C
AACGTATCGGACC
TTGCATAGCCTGG
Bedeutung gewinnt die Basenabfolge der DNA dadurch, dass sie letztlich benützt wird, um Eiweißmoleküle herzustellen und zwar legt die Reihenfolge der Basen fest, welche Aminosäuren in die Eiweiße (Proteine) eingebaut werden. Der Übersetzungscode ( der genetische Code) ist seit den 60er Jahren entschlüsselt.
Die Frage, die sich jetzt stellt ist: was ist ein Gen? Das wird im nächsten Abschnitt behandelt.
Mitglied_bed8151
Mitglied
Re: Häufige Fragen zur Genetik
geschrieben von ehemaliges Mitglied
Was das sogenannte "Juden-Gen" betrifft, rudert Sarrazin schon zurück. Wenn ich Dich richtig verstanden habe, dann ist aber doch auch seine neue Fassung falsch. Zitat: "Wenn neue genetische Forschungen zeigen, dass viele heutige Juden zahlreiche Gene von einer ursprünglichen jüdischen Bevölkerungsgruppe, die vor etwa 3000 Jahren im Nahen Osten lebte, gemeinsam haben, ist das zunächst einmal interessant." (Thilo Sarrazin, FAZ.net, 30.08.2010)
--
Wolfgang
--
Wolfgang
Hallo Wolfgang,
ja, das ist so formuliert falsch. Passend hierzu werde ich unten erläutern, was ein Gen ist und was so genannte "Polymorphismen" bedeuten bzw. nicht bedeuten. Karl
ja, das ist so formuliert falsch. Passend hierzu werde ich unten erläutern, was ein Gen ist und was so genannte "Polymorphismen" bedeuten bzw. nicht bedeuten. Karl
Ist die neue Äußerung Sarrazins nicht durch den Gendrift schon erklärt? Das war ja auch mein Irrtum.
--
adam
Der Genbegriff hat mit den Erkenntnisfortschritten der Genetik eine ständige Verfeinerung erfahren.
Ein Gen wurde lange Zeit, noch vor der Entdeckung der DNS, als das genetische "Atom", die kleinste unspaltbare genetische Einheit verstanden und man formulierte "Ein Gen - ein Merkmal". Allerdings wurde schon bald klar, dass an der Merkmalsausbildung viele Gene beteiligt sein konnten ( Polygenie) und andererseits ein Gen sich auf mehrere Merkmale auswirken konnte ( Pleiotropie).
Nach der Entschlüsselung der DNS-Struktur ( s. o.) wurde aber klar, dass ein Gen ein kurzer oder längerer Abschnitt auf dem DNS-Fadenmolekül darstellt, welches für eine biologische Funktion, die Synthese eines ganz bestimmten Eiweißmoleküls (Proteins) notwendig ist. Die Abfolge der vier DNS-Buchstaben (A, T, G, C, s.o.) legt dabei die Abfolge der 20 Aminosäuren im Protein fest. Immer drei benachbarte DNS-Buchstaben (64 Kombinationsmöglichkeiten, 61 werden als Codon benutzt, 3 sind Stoppzeichen) sind einer Aminosäure zugeordnet.
Es galt dann einige Zeit der Spruch: "Ein Gen - ein Protein" und Francis Crick, neben James Watson einer der Entdecker der Doppelhelix, formulierte das zentrale Dogma der Molekulargenetik, welches besagte, dass über den Zwischenschritt einer Boten-RNS , die den Zellkern verlässt, im Zellplasma (Cytoplasma) die Proteinbiosynthese abläuft.
Aber auch ein Gen - ein Protein ist heute so nicht mehr haltbar, denn es hat sich gezeigt, dass die genetische Information für ein Protein aus unterschiedlichen, teilweise weit entfernt liegenden, manchmal sogar auf unterschiedlichen Chromosomen liegenden DNS-Abschnitten zusammengestückelt werden kann. Für an Details Interessierte seien hier die Begriffe " Spleißen" und " Transspleißen" erwähnt und verlinkt.
Was also ist ein Gen? Vielleicht reicht für unsere Zwecke die Beschreibung des einfachsten Falles, denn es gibt sie die Gene, welche nur einen einzigen zusammenhängenden Abschnitt auf der DNS beanspruchen, dessen Basensequenz zunächst in Boten-RNS überschrieben und dann im Zellplasma die Synthese eines einzigen Proteins steuert.
Die DNS ist ein langer Faden. Das große menschliche Chromosom 1 enthält einen DNS-Faden, der bei einer Breite von nur 2,6 nm 220 Millionen Basenpaare lang ist (220000000x0,33nm = 72600000 nm = 72600 µm = 72,6 mm). Um die Maßstäbe zu verdeutlichen:
Wäre die DNS 2,6 mm breit, würde die Länge dieses DNS-Fadens 72600 km betragen!!
Gensequenzen bei einer Wanderung entlang dieses Fadenmoleküls zu finden, ist gar nicht so einfach, denn sie machen nur etwa bis 2% der Basensequenzen aus. Bei sehr vielen Sequenzen wird vermutet, dass sie gar keine Funktion ausüben. Es sind aber gerade diese unwichtigen DNS-Abschnitte, die z. B. bei dem genetischen Fingerabdruck Verwendung finden, der u. a. bei Vaterschaftstests oder in der Kriminalistik angewendet wird. Denn in diesen unwichtigen DNS-Abschnitten unterscheiden sich Individuen und Familien, da gibt es viele Polymorphismen:
Für "Pseudogenetiker á la Sarrazin" sei also schon hier festgehalten, dass genetische Signaturen nicht gleichzusetzen sind mit der Existenz unterschiedlicher Gene.
---
Gene können in unterschiedlichen Zuständen (Allelen) vorliegen, da sie durch Mutationen veränderbar sind. Das nächste Kapitel ist deshalb der Frage gewidmet, was ein Allel ist (Fortsetzung folgt).
Karl
Ein Gen wurde lange Zeit, noch vor der Entdeckung der DNS, als das genetische "Atom", die kleinste unspaltbare genetische Einheit verstanden und man formulierte "Ein Gen - ein Merkmal". Allerdings wurde schon bald klar, dass an der Merkmalsausbildung viele Gene beteiligt sein konnten ( Polygenie) und andererseits ein Gen sich auf mehrere Merkmale auswirken konnte ( Pleiotropie).
Nach der Entschlüsselung der DNS-Struktur ( s. o.) wurde aber klar, dass ein Gen ein kurzer oder längerer Abschnitt auf dem DNS-Fadenmolekül darstellt, welches für eine biologische Funktion, die Synthese eines ganz bestimmten Eiweißmoleküls (Proteins) notwendig ist. Die Abfolge der vier DNS-Buchstaben (A, T, G, C, s.o.) legt dabei die Abfolge der 20 Aminosäuren im Protein fest. Immer drei benachbarte DNS-Buchstaben (64 Kombinationsmöglichkeiten, 61 werden als Codon benutzt, 3 sind Stoppzeichen) sind einer Aminosäure zugeordnet.
Es galt dann einige Zeit der Spruch: "Ein Gen - ein Protein" und Francis Crick, neben James Watson einer der Entdecker der Doppelhelix, formulierte das zentrale Dogma der Molekulargenetik, welches besagte, dass über den Zwischenschritt einer Boten-RNS , die den Zellkern verlässt, im Zellplasma (Cytoplasma) die Proteinbiosynthese abläuft.
Aber auch ein Gen - ein Protein ist heute so nicht mehr haltbar, denn es hat sich gezeigt, dass die genetische Information für ein Protein aus unterschiedlichen, teilweise weit entfernt liegenden, manchmal sogar auf unterschiedlichen Chromosomen liegenden DNS-Abschnitten zusammengestückelt werden kann. Für an Details Interessierte seien hier die Begriffe " Spleißen" und " Transspleißen" erwähnt und verlinkt.
Was also ist ein Gen? Vielleicht reicht für unsere Zwecke die Beschreibung des einfachsten Falles, denn es gibt sie die Gene, welche nur einen einzigen zusammenhängenden Abschnitt auf der DNS beanspruchen, dessen Basensequenz zunächst in Boten-RNS überschrieben und dann im Zellplasma die Synthese eines einzigen Proteins steuert.
Die DNS ist ein langer Faden. Das große menschliche Chromosom 1 enthält einen DNS-Faden, der bei einer Breite von nur 2,6 nm 220 Millionen Basenpaare lang ist (220000000x0,33nm = 72600000 nm = 72600 µm = 72,6 mm). Um die Maßstäbe zu verdeutlichen:
Wäre die DNS 2,6 mm breit, würde die Länge dieses DNS-Fadens 72600 km betragen!!
Gensequenzen bei einer Wanderung entlang dieses Fadenmoleküls zu finden, ist gar nicht so einfach, denn sie machen nur etwa bis 2% der Basensequenzen aus. Bei sehr vielen Sequenzen wird vermutet, dass sie gar keine Funktion ausüben. Es sind aber gerade diese unwichtigen DNS-Abschnitte, die z. B. bei dem genetischen Fingerabdruck Verwendung finden, der u. a. bei Vaterschaftstests oder in der Kriminalistik angewendet wird. Denn in diesen unwichtigen DNS-Abschnitten unterscheiden sich Individuen und Familien, da gibt es viele Polymorphismen:
Für den genetischen Fingerabdruck werden derzeit zwischen 8 und 15 Abschnitte aus der DNA mit Hilfe der PCR-Methode vervielfältigt. Untersucht werden nicht die Gene an sich - also nicht die verhältnismäßig wenigen Abschnitte der menschlichen DNA (ein bis zwei Prozent), die Proteine kodieren und schließlich den Phänotyp bestimmen - sondern kleine, sich wiederholende Abschnitte im Erbgut, die Minisatelliten VNTR (variable number tandem repeats) oder STRs (Short tandem repeats). Bei diesen DNA-Abschnitten handelt es sich um tandemartige Wiederholungen einer bestimmten Sequenz (Repeats), die im Genom aller Säugetiere vorkommen. Variabel ist dabei die Anzahl der Wiederholungen. Diese Anzahl wird bei dem genetischen Fingerabdruck untersucht
Für "Pseudogenetiker á la Sarrazin" sei also schon hier festgehalten, dass genetische Signaturen nicht gleichzusetzen sind mit der Existenz unterschiedlicher Gene.
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Gene können in unterschiedlichen Zuständen (Allelen) vorliegen, da sie durch Mutationen veränderbar sind. Das nächste Kapitel ist deshalb der Frage gewidmet, was ein Allel ist (Fortsetzung folgt).
Karl
Für unsere "Pseudogenetiker á la Sarrazin" sei also schon hier festgehalten, dass genetische Signaturen nicht gleichzusetzen sind mit der Existenz unterschiedlicher Gene.
Wie gut, daß Du Dich noch nie geirrt hast und so feine Unterschiede machst, zwischen denen, die sich von der Genetik spannende archäologische Erklärungen erhoffen und denen, die damit Völker verunglimpfen.
Dieses Mal bin ich enttäuscht, noch dazu, da Du hier der Fachmann bist und erkennen solltest, wie leicht für den Laien ein Irrtum möglich ist, bei der Komplexität des Themas.
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adam
Wie gut, daß Du Dich noch nie geirrt hast und so feine Unterschiede machst, zwischen denen, die sich von der Genetik spannende archäologische Erklärungen erhoffen und denen, die damit Völker verunglimpfen.Hallo adam,
wo schreibe ich, dass ich mich noch nie geirrt habe? Die feinen Unterschiede sind aber nun einmal leider oft ganz entscheidend. Sind Dir die Unterschiede zwischen denjenigen, die die Genetik sinnvoll gebrauchen und denjenigen, die unverdaute Fakten benutzen, um Völker zu verunglimpfen, nicht wichtig? Das glaube ich nicht und hoffe auf ein Missverständnis.
Karl
P.S.: bei nochmaligem Lesen drängt sich mir die Vermutung auf, Du könntest Dich angegriffen fühlen? Ich habe Dich nicht angreifen wollen! Meine Formulierung "unsere" Pseudogenetiker war wohl dumm gewählt, ich entschuldige mich dafür. Ich habe nicht Dich gemeint, ich hätte mich auf den Herrn Sarrazin beschränken sollen.
wie leicht für den Laien ein Irrtum möglich ist, bei der Komplexität des Themas.Deswegen unterziehe ich mich doch gerade der Mühe, hier die Genetik zu erklären (in meinem Urlaub!). Vielleicht bin ich ja nicht gut darin, aber ich will es wenigstens versucht haben, denn das ist ein möglicher informativer Beitrag meinerseits zur Diskussion. Karl