Genetik: Grundlagen der Vererbung

Gene

• Gene sind DNA-Abschnitte, die für ein Protein kodieren, welches aus Aminosäuren besteht.
• Allele sind zusammengehörende Genpaare, die ein bestimmtes Merkmal beeinflussen und an einem Genlocus (Genort) lokalisiert sind.
• Ein homozygoter Genlocus liegt vor, wenn beide Allele eines Genortes gleich sind.
• Ein heterozygoter Genlocus liegt vor, wenn die beiden Allele eines Genortes verschieden sind.
• Dominante Allele (z.B. Rot) setzen sich im homozygoten und heterozygoten Zustand durch.
• Rezessive Allele (z.B. Blau) setzen sich nur im homozygoten Zustand durch.

Vererbung

• Bei der dominant/rezessiven Vererbung setzt sich nur das dominante Merkmal durch.
• Intermediäre Vererbung führt zu gemischten Merkmalsausprägungen, bei denen beide Allele das Ergebnis beeinflussen.
• Ein Beispiel hierfür ist die Merle-Färbung, bei der Schwarz und Weiß zu Grau wird, wenn eine große Mutter und ein kleiner Vater ein mittelgroßes Junges zeugen -> Ein Merle-Hund (MM) mit einem normal-farbigen Hund (mm) zeugt eine Mischform (Mm).
• Merle-Hunde dürfen niemals miteinander verpaart werden, sondern immer nur mit normal-farbigen Hunden.
• Bei der Kodominanz werden Merkmale gleichstark ausgeprägt und unabhängig voneinander ausgebildet, wie z.B. bei den Blutgruppen AB.

Genwechselwirkungen

• Genwechselwirkungen beschreiben die Interaktion zwischen verschiedenen Allelen.

Dominanz

• Dominante Genwirkung führt zur Produktion eines vollständig wirksamen Proteins.
• Rezessive Genwirkung führt zur Produktion eines qualitativ oder quantitativ unvollständig wirkenden oder unwirksamen Proteins, wobei das rezessive Allel seine phänotypische Manifestation nur im homozygotischen Genotyp zeigt.

Wechselwirkung zwischen nicht allelen Genen

• Epistasie/Hypostasie beschreibt die Unterdrückung eines anderen Gens, z.B. durch Inaktivitätsweiß (Ii) bei Pferden und Katzen, was nichts mit der Farbe Weiß selbst zu tun hat.
  • Das Gen I unterdrückt die Melanineinlagerung, während i die Einlagerung zulässt.
  • Eine Katze mit dem Genotyp CC ii ist schwarz, während CC II (Ii) weiß ist (vererbt aber Schwarz als Farbe weiter).
  • cc II (li) ist ebenfalls weiß.
• Die Interaktion zwischen Scheckung und Pigmentfarbe zeigt verschiedene Ausprägungen:
  • S (SS, Ss) steht für einfärbig, s für gescheckt (wobei ss sein muss, damit es sich durchsetzt).
  • B (BB, Bb) steht für schwarz, B für rot.
  • Ein Tier mit SS BB ist schwarz einfärbig, SS bb ist einfärbig rot, ss Bb ist gescheckt und schwarz, und ss bb ist gescheckt und rot.
• Polygenie bedeutet, dass mehrere Gene ein phänotypisches Merkmal beeinflussen, wobei die Stärke des Merkmals von der Anzahl der beteiligten Gene abhängt.
  • Die Schulterhöhe ist ein polygenetisches Merkmal, bei dem O = +5 cm (dominant) und o = +0 cm (rezessiv) sind.

Weitere genetische Konzepte

• Kopplung bedeutet, dass manche Merkmale gemeinsam bzw. gekoppelt vererbt werden.
• Pleiotropie bezeichnet den Fall, wenn ein Gen mehrere Merkmale beeinflusst.

Mendelsche Regeln

• Uniformitätsregel: Bei der Kreuzung zweier homozygoter Eltern mit unterschiedlichen Merkmalen sind alle Nachkommen gleich, wobei das Merkmal eines Elternteils über das andere dominiert (dominant-rezessiver Erbgang).
  • Ein Beispiel ist die Kreuzung eines schwarzen Hundes (SS) mit einem roten Hund (ss), wobei die F1-Generation komplett schwarz (Ss) ist.
• Spaltungsregel: Werden die Individuen der F1-Generation untereinander gekreuzt, spalten sich die Merkmale in der F2-Generation in einem bestimmten Verhältnis auf.
  • Beim dominant-rezessiven Erbgang beträgt das Verhältnis 3:1 (3 dominante Merkmale, 1 rezessives).
  • Beim intermediären Erbgang beträgt das Verhältnis 1:2:1.
  • Ein Beispiel ist die Kreuzung der F1-Generation (Ss × Ss), wobei die F2-Generation zu 75 % schwarz (SS, Ss) und zu 25 % rot (ss) ist (Verhältnis 3:1).
• Unabhängigkeitsregel: Verschiedene Merkmale werden unabhängig voneinander vererbt, wenn sie auf verschiedenen Chromosomen liegen, wodurch neue Merkmalskombinationen entstehen.
  • Bei der Kreuzung von schwarzen, glatten (SSGG) mit roten, lockigen (ssgg) Hunden ist die F1-Generation komplett schwarz und glatt (SsGg).
  • In der F2-Generation werden die Merkmale unabhängig kombiniert (Verhältnis 9:3:3:1).

Geschlechtskopplung und Geschlechtsbegrenzung

• Geschlechtskoppelte Defekte: Betreffen hauptsächlich männliche Tiere und liegen auf Geschlechtschromosomen.
• Geschlechtsbegrenzte Defekte: Betreffen meistens nur ein Geschlecht, können aber auch auf Autosomen liegen.