Mutationen erklärt

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Questions and Answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Begriff Mutation?

  • Eine dauerhafte Veränderung des Erbguts einer Zelle oder eines Organismus. (correct)
  • Eine Form der sexuellen Fortpflanzung.
  • Eine vorübergehende Anpassung einer Zelle an ihre Umgebung.
  • Ein Prozess der Zellteilung.

Was ist der Hauptunterschied zwischen einer Keimbahnmutation und einer somatischen Mutation?

  • Somatische Mutationen sind immer schädlich, während Keimbahnmutationen neutral sind.
  • Keimbahnmutationen beeinflussen die Struktur der Chromosomen und somatische Mutationen die Basenabfolge.
  • Keimbahnmutationen können an Nachkommen vererbt werden, somatische Mutationen jedoch nicht. (correct)
  • Keimbahnmutationen treten nur in Körperzellen auf, während somatische Mutationen die Keimzellen betreffen.

Welche Aussage beschreibt die Mutationsrate am besten?

  • Die Mutationsrate ist die Häufigkeit, mit der sich ein Gen pro Generation durchschnittlich verändert. (correct)
  • Die Mutationsrate ist konstant und vorhersehbar.
  • Die Mutationsrate ist unabhängig von Umweltfaktoren.
  • Die Mutationsrate ist für alle Gene einer Art gleich.

Was ist die grundlegende Veränderung, die bei einer Genmutation stattfindet?

<p>Veränderung der Basenabfolge in der DNA. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt spontane Mutationen?

<p>Sie treten ohne erkennbare Ursache und unter natürlichen Bedingungen auf. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Optionen ist ein Beispiel für ein Mutagen?

<p>Strahlung (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine Punktmutation?

<p>Eine Mutation, bei der nur eine einzelne Base verändert wird. (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine Missense-Mutation?

<p>Eine Mutation, die zur Produktion einer anderen Aminosäure führt. (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Folge einer Nonsense-Mutation?

<p>Es entsteht ein Stopp-Codon, was zur Bildung eines verkürzten Proteins führt. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Auswirkung einer Rastermutation?

<p>Sie verschiebt das gesamte Leseraster, was zu einer veränderten Aminosäuresequenz führt. (D)</p> Signup and view all the answers

Was versteht man unter dem Begriff 'Deletion' im Zusammenhang mit Chromosomenmutationen?

<p>Den Verlust eines Abschnitts eines Chromosoms. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Art von Chromosomenmutation liegt vor, wenn ein Abschnitt eines Chromosoms in umgekehrter Orientierung wieder eingefügt wird?

<p>Inversion (C)</p> Signup and view all the answers

Was passiert bei einer Translokation von Chromosomen?

<p>Erbgut wird zwischen zwei nicht-homologen Chromosomen ausgetauscht. (B)</p> Signup and view all the answers

Was versteht man unter einer Genommutation?

<p>Eine Veränderung in der Anzahl der Chromosomen. (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Unterschied zwischen Aneuploidie und Polyploidie?

<p>Polyploidie betrifft den gesamten Chromosomensatz, während Aneuploidie nur einzelne Chromosomen betrifft. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine Isochromosomenmutation?

<p>Ein Chromosom wird in zwei Hälften geteilt, wobei eine Hälfte zwei kurze und die andere zwei lange Arme besitzt. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage erklärt, warum ungeradzahlige Polyploidie häufig zu Unfruchtbarkeit führt?

<p>Ungeradzahlige Chromosomensätze können während der Meiose nicht korrekt aufgeteilt werden. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Krankheiten ist ein Beispiel für eine Genommutation?

<p>Trisomie 21 (Down-Syndrom) (A)</p> Signup and view all the answers

Warum überleben Männer mit fehlendem oder fehlerhaft ausgebildetem X-Chromosom häufig nicht?

<p>Männer haben nur ein X-Chromosom, dessen Fehlen oder Fehlausbildung letal ist. (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptursache für Aneuploidie?

<p>Eine fehlerhafte Trennung der Chromosomenpaare während der Meiose. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein Barr-Körperchen?

<p>Ein inaktivertes X-Chromosom in weiblichen Zellen. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Auswirkungen einer balancierten Translokation?

<p>Sie hat meist keine Folgen für den Betroffenen, solange kein Chromosomenmaterial verloren geht. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage zum AB0-Blutgruppensystem ist korrekt?

<p>Menschen mit Blutgruppe AB besitzen keine Antikörper. (A)</p> Signup and view all the answers

Was bedeutet multiple Allelie?

<p>Ein Gen hat mehr als zwei verschiedene Allele in einer Population. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt additive Polygenie am besten?

<p>Die Wirkung verschiedener Gene addiert sich, um ein Merkmal auszubilden. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptunterschied zwischen komplementärer und additiver Polygenie?

<p>Bei komplementärer Polygenie müssen alle Gene vorhanden sein, damit ein Merkmal ausgeprägt wird, bei additiver Polygenie addieren sich die Effekte. (A)</p> Signup and view all the answers

Was versteht man unter Polygenie?

<p>Mehrere Gene sind für ein einzelnes Merkmal verantwortlich. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt die Meiose bei der sexuellen Fortpflanzung?

<p>Sie bildet haploide Geschlechtszellen (Gameten). (E)</p> Signup and view all the answers

Was ist 'Crossing-over' und in welcher Phase der Meiose tritt es auf?

<p>Der Austausch genetischen Materials zwischen homologen Chromosomen in der Prophase I. (A)</p> Signup and view all the answers

Was unterscheidet die Anaphase I der Meiose von der Anaphase der Mitose?

<p>In der Anaphase I werden homologe Chromosomen getrennt, während in der Mitose Schwesterchromatiden getrennt werden. (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Was ist eine Mutation?

Dauerhafte Veränderung des Erbguts in einer Zelle.

Was ist Mutationsrate?

Häufigkeit, mit der sich ein Gen pro Generation verändert.

Was ist Genmutation?

Veränderung der Basenabfolge.

Was ist Chromosomenmutation?

Betrifft die Struktur der Chromosomen.

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Was ist eine Genommutation?

Betrifft die Anzahl der Chromosomen.

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Was passiert bei spontanen Mutationen?

Falsche Bausteine werden während der DNA-Replikation eingesetzt.

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Was ist eine Genmutation?

Veränderung des Erbgutes in einem Gen.

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Was passiert bei einer Genmutation?

Basen werden ausgetauscht, abgespalten oder eingefügt.

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Was ist eine Missense-Mutation?

Ein Codon codiert für eine andere Aminosäure.

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Was ist eine Nonsense-Mutation?

Ein Stopp-Codon entsteht, was zu einem verkürzten Protein führt.

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Was ist eine Chromosomenmutation?

Veränderung der Struktur eines oder mehrerer Chromosomen.

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Was ist eine Deletion (Chromosomen)?

Ein Chromosomenabschnitt geht verloren.

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Was ist eine Duplikation (Chromosomen)?

Abschnitt des Chromosoms wird verdoppelt.

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Was ist eine Insertion (Chromosomen)?

Chromosomenbruchstück wird eingeschoben.

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Was ist eine Inversion (Chromosomen)?

Stück des Chromosoms wird umgekehrt eingefügt.

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Was ist Genommutation?

Chromosomenzahl pro Zelle ändert sich.

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Was ist Polyploidie?

Kompletter Chromosomensatz liegt vervielfacht vor.

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Was ist Aneuploidie?

Einzelne Chromosomen fehlen oder sind zusätzlich vorhanden.

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Was ist eine somatische Mutation?

Mutation tritt in einer Körperzelle auf.

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Was ist eine Keimbahnmutation?

Mutation entsteht in den Keimzellen.

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Was sind Mutagene?

Faktoren, die Veränderungen in der DNA erzeugen.

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Was ist eine Genmutation

Veränderung der Basensequenz eines Gens.

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Was ist eine Punktmutation?

Einzelne Basen werden ausgetauscht.

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Was ist eine Rastermutation?

Das Leseraster verschiebt sich.

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Was ist Substitution?

Eine Base wird gegen eine andere ausgetauscht.

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Was sind Deletion und Insertion?

Basen werden entfernt oder hinzugefügt.

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Was ist eine Missense-Mutation?

Einfluss der Mutation auf den Organismus ist unterschiedlich groß.

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Was ist eine Nonsense Mutation?

Ein Stoppcodon entsteht.

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Was ist eine Chromosomenmutation?

Die Reihenfolge der Gene auf den Chromosomen ist verändert.

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Was ist Genommutation?

Die Anzahl der Chromosomen ist verändert

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Study Notes

Was sind Mutationen?

  • Mutationen sind dauerhafte Veränderungen des Erbguts in einer Zelle oder im gesamten Organismus, die zu Mutanten führen.
  • Eine Mutation in einer Keimzelle kann an Nachkommen weitervererbt werden (Keimzellmutation).
  • Mutationen in Körperzellen (somatische Mutationen) werden nicht an Nachkommen vererbt.
  • Die drei Hauptarten von Mutationen sind Genmutationen, Chromosomenmutationen und Genommutationen.

Mutationsrate

  • Die Mutationsrate gibt an, wie häufig sich ein Gen pro Generation im Durchschnitt verändert.
  • Diese Rate variiert zwischen Arten und zwischen verschiedenen Genen innerhalb einer Art.
  • Mutationen treten zufällig auf, daher ist es unvorhersehbar, welcher Teil des Erbguts wann mutiert.
  • Es ist nicht vorhersehbar, wie ein mutiertes Gen das zugehörige Merkmal beeinflusst.

Mutationsformen

  • Genmutationen betreffen die Basenabfolge.
  • Chromosomenmutationen betreffen die Struktur der Chromosomen.
  • Genommutationen betreffen die Anzahl der Chromosomen.

Spontane Mutation

  • Spontane Mutationen treten ohne besondere Ursache unter natürlichen Bedingungen auf, z. B. während der DNA-Replikation.
  • Enzyme können während der DNA-Replikation falsche Bausteine (Nukleotide) einsetzen.
  • Obwohl Reparaturenzyme mit Korrekturlesefunktion existieren, können Fehler übersehen oder nicht behoben werden.
  • Fehlerhafte Chromosomenverteilung während der Meiose (Non-disjunction) kann ebenfalls spontane Mutationen verursachen.

Induzierte Mutation

  • Induzierte Mutationen werden durch äußere Faktoren (Mutagene) wie Strahlung oder chemische Verbindungen verursacht.

Genmutation

  • Genmutationen verändern das Erbgut in einem Gen.
  • Dabei können Basen/Basenpaare ausgetauscht (Substitution), abgespalten (Deletion) oder eingefügt (Insertion) werden.
  • Die Veränderung nur einer Base wird als Punktmutation bezeichnet.

Auswirkungen von Genmutationen

  • Bei einer Missense-Mutation entsteht ein Codon, das für eine andere Aminosäure codiert.
  • Bei einer Nonsense-Mutation entsteht ein Stopp-Codon, was zur Bildung eines verkürzten Proteins führt.

Chromosomenmutationen

  • Chromosomenmutationen können Veränderungen der Struktur eines oder mehrerer Chromosomen verursachen.
    • Deletion (Verlust): Ein Chromosomenabschnitt geht verloren.
    • Duplikation (Verdopplung): Ein Chromosomenabschnitt wird verdoppelt.
    • Insertion (Einschub): Ein Chromosomenbruchstück wird in ein anderes Chromosom eingeschoben.
    • Inversion (Umkehr): Ein abgebrochenes Chromosomenstück wird in umgekehrter Orientierung an derselben Stelle im Chromosom angefügt.

Genommutationen

  • Bei Genommutationen ist die Chromosomenzahl pro Zelle bzw. Organismus verändert.
    • Polyploidie: Der komplette Chromosomensatz liegt vervielfacht vor.
    • Aneuploidie: Einzelne Chromosomen fehlen oder sind zusätzlich vorhanden.

Somatische Mutationen

  • Somatische Mutationen treten in Körperzellen auf und werden während der Mitose an Tochterzellen weitergegeben.
  • Dies ist z.B. bei Hautkrebs der Fall, wo mutierte Hautzellen über Zellteilung ein Hautstück mit derselben Mutation bilden.
  • Somatische Mutationen werden nicht an geschlechtlich erzeugte Nachkommen weitergegeben und betreffen nur den Organismus selbst.

Keimbahnmutationen

  • Keimbahnmutationen können an Nachkommen vererbt werden, wenn sie in Keimzellen entstehen.
  • Sie können während einer fehlerhaften Meiose auftreten und bei Befruchtung an einen neuen Organismus weitergegeben werden.
  • Keimbahnmutationen treten beim eigenen Organismus nicht auf.

Auswirkungen von Mutationen

  • Mutationen können sich auf die Struktur und Funktion von Proteinen auswirken und den Phänotyp beeinflussen.
  • Es werden folgende Mutationsformen unterschieden: stumme Mutation, neutrale Mutation, Funktionsverlustmutation, Funktionsgewinnmutation, konditionale Mutation und letale Mutation.

Mutagene

  • Mutagene sind Faktoren, die Veränderungen in der DNA erzeugen.
  • Die Folgen für den Zellstoffwechsel und das äußere Erscheinungsbild des Betroffenen hängen davon ab, welcher Abschnitt des Erbguts betroffen ist.
  • Mutagene werden in chemische, biologische und physikalische Mutagene unterteilt.

Entstehung von Mutationen

  • Mutationen entstehen durch dauerhafte DNA-Schädigung.
  • Sie können spontan entstehen, z.B. während der DNA-Replikation, oder durch zell-externe Faktoren induziert werden.
  • Mutagene Stoffe verursachen induzierte Mutationen und erhöhen die natürliche Mutationsrate.

Biologische Mutagene

  • Viren wie HP-Viren, Epstein-Barr-Viren oder HI-Viren können Mutationen auslösen, indem sie ihr eigenes Erbgut in das Erbgut des betroffenen Organismus einschleusen.

Chemische Mutagene

  • Chemische Mutagene verändern die Basenstruktur, ähneln der Struktur der Basen oder schieben sich zwischen zwei benachbarte Basen.
  • Dies kann zu fehlerhafter Proteinproduktion führen.

Basen modifizierende Mutagene

  • Bestimmte chemische Verbindungen können die DNA-Basen verändern.
  • Salpetrige Säure (HNO2) führt zur Desaminierung von Cytosin, wobei die Aminogruppe (-NH2) in eine Carbonylgruppe (-C=O) umgewandelt wird.
  • Dabei entsteht die Base Uracil.
  • Wenn dieser Fehler nicht behoben wird, baut die DNA-Polymerase während der DNA-Replikation Adenin anstelle von Guanin ein.
  • Beispiele sind Nitrite, Teerstoffe oder Mykotoxine.

Basenanaloga

  • Basenähnliche Stoffe ähneln der Struktur der Basen.
  • Beispiel: 5-Bromuracil kann anstelle von Thymin in die DNA eingebaut werden.
  • Bromuracil kann sich umlagern (Keto-Enol-Tautomerie), wodurch es sich nicht mehr mit Adenin, sondern mit Guanin paart.
  • Dies führt zu einer Punktmutation.

Interkalierende Mutagene

  • Ethidiumbromid oder Akridinfarbstoffe schieben sich zwischen zwei benachbarte DNA-Basen (Interkalation).
  • Interkalationen können eine Verschiebung der Basensequenz verursachen (Rastermutation).

Physikalische Mutagene

  • Hohe Temperaturen oder Strahlung.
  • Ionisierende Strahlung (Röntgenstrahlung oder UV-Strahlung) bildet im Körper reaktive chemische Verbindungen (Radikale).
  • Diese können zu Brücken in der DNA oder chemischen Veränderungen der Basen führen.

UV-Strahlung und DNA

  • UV-Strahlung kann dazu führen, dass sich benachbarte Thyminbasen eines DNA-Strangs verbinden.
  • Diese Dimerisierung führt zu einer Verformung der DNA-Doppelhelix.

Genmutationen

  • Genmutationen sind dauerhafte Veränderungen eines Gens bzw. der Basensequenz eines Gens.
  • Sie können spontan erfolgen oder durch Mutagene hervorgerufen werden.
  • Bei Punktmutationen werden einzelne Basen ausgetauscht (Substitution).
  • Bei einer Rastermutation wird das gesamte Leseraster verschoben, indem Basen eingefügt (Insertion) oder entfernt werden (Deletion).

Phänotypische Auswirkungen von Genmutationen

  • Durch Veränderung der Basenabfolge entsteht ein neues Allel.
  • Ist dieses Allel dominant, wird es sowohl bei homozygoten als auch heterozygoten Organismen phänotypisch vertreten.
  • Ein rezessives Allel ist nur im homozygoten Zustand sichtbar.
  • Veränderungen können die Lebensfähigkeit einschränken oder nicht.

Letalmutationen

  • Im Extremfall führen Genmutationen bei Reinerbigkeit zum Tod des betroffenen Individuums.
  • Eine Genmutation kann zur Schwanzlosigkeit bei Katzen führen. Betroffene Tiere sind heterozygot, Homozygotie führt zum Tod der Embryonen.

Molekulare Ursachen von Genmutationen

  • Im einfachsten Fall wird ein Nukleotid durch ein anderes ersetzt (Substitution).
  • Ein oder mehrere Basenpaare können aus einem Gen ausfallen (Deletion).
  • Ein zusätzliches Nukleotid kann in einen DNA-Abschnitt eingefügt werden (Insertion).
  • Bei Inversion wird ein Teilstück der DNA herausgeschnitten und in umgekehrter Orientierung wieder eingebaut.

Auswirkungen von Genmutationen auf Zellebene

  • Eine Substitution kann unterschiedliche Folgen haben und im ungünstigsten Fall zur Synthese eines nicht funktionstüchtigen Proteins führen.
    • In anderen Fällen entsteht ein Stopp-Codon (vorzeitiger Abbruch der Translation).
    • Auch stille Mutationen sind möglich.
    • Deletion und Inversionen führen meist zum Funktionsverlust des Proteins.

Multiple Allelie

  • Mutiert ein Gen im Laufe der Generation mehrfach, entstehen unterschiedliche Allele für dieses Gen.
  • In diploiden Zellen können nur zwei Allele eines Gens vorhanden sein.

Multiple Allelie und Bluttypen

  • Die Blutgruppen A, B, AB und O werden durch drei Allele bestimmt (iA, iB, i).
  • Die Allele iA und iB verhalten sich beide dominant gegenüber Allel i.
  • Blutgruppe AB ergibt sich aus der Kodominanz der Allele iA und iB.
  • Kein intermediärer Erbgang mit unvollständiger Dominanz.

Genwirkketten

  • Die Synthese jedes an der Synthese beteiligten Enzyms wird durch ein eigenes Gen gesteuert.
  • Die Abfolge mehrerer Stoffwechselreaktionen, die von Produkten verschiedener Gene gesteuert werden, sind Genwirkketten.
  • Fällt ein Enzym infolge einer Genmutation aus, wird das entsprechende Zwischenprodukt nicht gebildet und die Stoffwechselkette bricht ab.

Punktmutationen

  • Bei einer Punktmutation ist jeweils nur eine einzelne Base betroffen.
  • Sie wird in der Regel durch eine andere Base ersetzt (Substitution).
  • Je nach Austausch der Basen, entstehen dieselbe Aminosäure (stumme Mutation), eine andere Aminosäure (Missense-Mutation) oder ein Stopp-Codon (Nonsense-Mutation).
  • Punktmutationen können vom Körper häufig kompensiert werden und sind deshalb meist nicht tödlich.

Arten der Punktmutation

  • Substitution: Austausch einer Base bzw. eines Nukleotids.
  • Deletion: Verlust einer Base bzw. eines Nukleotids.
  • Insertion: Einschub einer Base bzw. eines Nukleotids.

Substitution bei der Punktmutation

  • Eine Base wird gegen eine andere ausgetauscht.
    • Transition: Austausch ähnlich aufgebauter Basen (Purinbase mit Purinbase, Pyrimidinbase gegen Pyrimidinbase).
    • Transversion: Purinbase wird gegen eine Pyrimidinbase ausgetauscht oder umgekehrt.
  • Je nachdem, wie sich die Substitutionen auswirken, unterscheidet man zwischen stummen, Missense- und Nonsense-Mutationen.

Stumme Mutation

  • Aminosäuresequenz ändert sich nicht, da durch Basentausch ein Codon für dieselbe Aminosäure entsteht.

Missense - Mutation

  • Es entsteht ein Codon, das für eine andere Aminosäure codiert
  • Je nachdem welche Aminosäure verändert wird, kann der Einfluss auf den Organismus groß sein.
  • Funktionsverluste oder Funktionszugewinne sind möglich

Nonsense - Mutation

  • Punktmutation - Austausch von Basen, bei dem ein Stoppcodon entsteht
  • Das erzeugte Stoppcodon beendet Translation → verkürztes Protein
  • Diese sind meist nicht funktionsfähig

Deletion und Insertion

  • Neben Basenaustausch können auch Basen eingefügt oder entfernt werden.
  • Die Mutationen sorgen dafür, dass sich die Basensequenz (Leseraster) verschiebt. Deshalb Rastermutation.
  • Insertionen und Deletionen sorgen für die Verschiebung des genetischen Codes und führen meist zur Bildung von funktionslosen Proteinen.

Rastermutation

  • Art der Genmutation, bei der sich das sogenannte Leseraster verschiebt.
  • Durch das Einfügen oder Entfernen von Basen verändern sich die nachfolgenden Basentripletts.
  • Das Leseraster kann sich durch die Mutation verschieben:
    • Bei der Deletion werden eine oder mehrere Basen entfernt
    • Mit der Insertion werden eine der mehrere Basen in die Sequenz hinzugefügt.

Deletion

  • Bei der Deletion werden eine oder mehrere Basen aus der DNA- oder mRNA-Sequenz abgespalten → Verschiebung des Leserasters
  • Je nachdem, wie viele Basen entfernt werden, so groß der Einfluss auf den Organismus
  • Unterscheidung zwischen der in-frame– und der out of frame-Deletion
  • In-frame Deletion: Ganze Basentripletts entfernt - Weniger schädlich
  • out of frame Deletion: Verschiebung des gesamten Leserasters hinter der Mutation - Schödlich für den Körper

Insertion

  • Art der Genmutation, bei der Basen in -die DNA Sequenz eingefügt werden → Leserastermutation
  • Es kommt zu einer Veränderung der Aminosäuresequenz und somit einem veränderten Protein.
  • Kommen drei oder ein Vielfaches von drei Basen hinzu, werden in das Protein zusätzliche Aminosäuren eingebaut. Der Rest des Proteins bleibt unverändert.
  • Anderenfalls verschiebt sich das gesamte Raster ab der Mutation so, dass neue Basentripletts entstehen

Chromosomenmutationen

  • Chromosomenmutationen betreffen die Struktur der Chromosomen.
  • Einzelne Teile des Chromosoms können geteilt, umgruppiert oder verdoppelt werden.
  • Da Chromosomen aus DNA bestehen, kann deren Veränderung schwerwiegende Folgen für den Organismus haben.
  • Je nachdem, welche Gene betroffen sind, können Körperfunktionen beeinträchtigt sein oder einige Stoffe nicht richtig produziert werden.
  • Chromosomen können auseinanderbrechen und wieder zusammengefügt werden.
  • In manchen Fällen kann ein Bruchstück abbrechen, welches anschliessend abgebaut wird → Deletion (Verlust eines solchen Chromosomenstücks)
  • Abgetrenntes Chromosomenstück wird innerhalb eines Chromosoms umgekehrt wieder eingefügt (Inversion)

Auswirkungen von Chromosomenmutationen

  • Translokationen haben keine Auswirkungen auf Phänotyp, da das Erbgut lediglich neu angeordnet wird
  • Deletionen und Duplikationen haben häufig gravierende Folgen
  • Bei Inversionen kann das codierte Protein funktionsuntüchtig sein, wenn die Bruchstelle innerhalb eines Gens liegt → fehlerhaftes Protein

###Chromosomenmutation

  • Chromosomenmutationen können auf verschiedene Arten eingeteilt werden:
    • Deletion (Verlust)
    • Duplikation (Verdopplung)
    • Insertion (Einschub)
    • Inversion (Umkehr)
    • Translokation (Verlagerung)
    • Bildung von Isochromosomen

Deletion

  • Bei der Deletion oder auch dem „Verlust", verliert das Chromosom einen Teil seines genetischen Materials.
  • Es kann zum Beispiel auftreten, wenn das Chromosom an zwei Stellen bricht. Die dabei entstandenen Endstücke verbinden sich wieder und der Abschnitt zwischen den Bruchstellen geht verloren.

Ringchromosom

  • Ringchromosomen entstehen, wenn beide Enden eines Chromosoms abbrechen und sich die Bruchstellen zu einem Ring verbinden.

Duplikation

  • Bei der Duplikation besitzt ein Chromosom einen bestimmten Abschnitt zweimal. → Chromosomen bricht zweimal & abgebrochener Teil fügt sich in das andere mit homologem Chromosomenpaar ein
  • Duplikation kann also mit einer Deletion einher gehen

Insertion

  • Insertion bedeutet, dass ein Chromosomenbruchstück in ein anderes Chromosom eingefügt wird
  • Im Gegensatz zur Duplikation sind die beiden Teile jedoch nicht identisch.
  • Haben keine Veränderung im Phänotyp

Inversion

  • Bei der Inversion wird ein abgebrochenes Stück eines Chromosoms in umgekehrter Orientierung an derselben Stelle im gleichen Chromosom angefügt.
  • Falls das umgedrehte Chromosomenstück innerhalb eines Gens liegt, kann das zu einer fehlerhaften Proteinbiosynthese führen, da die Inversion die Reihenfolge der Aminosäuren ändert.

Translokation

  • Bei der Translokation wird Erbgut zwischen zwei verschiedenen Chromosomen ausgetauscht (reziproke Translokation)
  • Bei einer balancierten Translokation geht kein Chromosomenmaterial verloren, sodass sie meist keine Folgen für den Betroffenen hat.

Isochromosom

  • Bei der Bildung von Isochromosomen teilt sich das Chromosom nicht längs, sondern quer, was zu einem Chromosom mit zwei kurzen oder zwei langen Armen führt.
    • Die beiden entstandenen Chromosomen sind nicht identisch.

Häufigkeit von CChromosomenmutationen - Krankheiten

  • Chromosomenmutationen können zu fehlerhaften Proteinen führen.
  • Diese erfüllen dann ihre Aufgabe nicht mehr richtig und es kommt zu Komplikationen
  • Etwa eines von 200 Babys wird mit einer Chromosomenmutation geboren. Die Beeinträchtigungen werden dabei meist über bestehende Mutationen von einem Elternteil vererbt. Andere entstehen durch Fehler bei der Meiose
  • Zu den Krankheiten gehören das Katzenschrei-Syndrom, Philadelphia Chromosom oder Turner-Syndrom
  • Das Katzenschrei-Syndrom tritt beim Katzenschrei-Syndrom tritt auf, wenn im Chromosom 5 ein Abschnitt fehlt.
  • Philadelphia Chromosom tritt häufig im Zusammenhang mit Leukämie auf
  • Turner - Syndrom betrifft nur Frauen da die Ursache mit dem Fehlen / Fehlbildung des X-Chromosoms auftritt

Genommutation

  • Genommutationen verändern die Chromosomenanzahl „numerische Chromosomenaberration"
  • Ursache ist eine fehlerhafte Trennung von Chromosomenpaaren während der Keimzellenbildung der Meiose mögliche Arten sind:
  • Polyploidie: der komplette Chromosomensatz vervielfacht
  • Aneuploidie: von einzelnen Chromosomen zu viele oder zu wenige
  • Besitzt eine Zelle die normale Anzahl an Chromosomen – Euploidie
  • Sind wie bei Trisopmie 21 die Anzahl einzelner Chromosomen verändert - Aneuploidie
  • Ist dagegen der gesamte Chromosomensatz betroffen, Polyploidie

Genommutation Definition

  • Mutation, die während der Meiose auftreten kann. Sie verändert die Anzahl der Chromosomen eines Organismus.
  • Polyploidie: Wenn der gesamte Chromosomensatz vervielfacht ist
  • Aneuploidie: Wenn nur die Anzahl einzelner Chromosomen von der Norm abweicht.

Polyploidie

  • Betrifft die Anzahl der vollständigen Chromosomensätze
  • Normalfall: diploid – doppelter Chromosomensatz
  • Ein einzelner menschlicher Chromosomensatz enthält 23 Chromosomen. Bei einem doppelten (diploiden) Chromosomensatz liegen also 46, bei einem dreifachen (triploiden) beispielsweise 69 Chromosomen vor = Polyploidie

Ursachen von Polyploidie

  • Im Laufe der Meiose wurden die Chromosomen nicht getrennt.
  • Diploide Gameten entstehen
  • Diese ergeben bei der Verschmelzung mit einer haploiden Keimzelle eine Zygote mit dreifachem Chromosomensatz – triploide Organismen
  • Zwei diploide Keimzeilen – tetraploide Organismen mit 4 Chromosomensätzen

Polyploidisierung an Pflanzen

  • Bei Pflanzen sind mehrfache Chromosomensätze häufig. In der Pflanzenzucht ist die Polyploidisierung Werkzeug für die Pflanzenzuchtwahl
  • Pflanzen sind häufig robuster und besitzen größere Früchte oder Samen. Kulturweizen beispielsweise ist hexaploid

Aneuploidie

  • Numerische Chromosomenaberration
  • Betrifft die Anzahl der einzelnen Chromosomen
  • Es sind also von einem oder mehreren Chromosomen zu viele oder zu wenig vorhanden (Trisomie: Kommt ein Chromsom 3x vor (Dreimal), Monosomie: Die Chromosomen sind nur 1x vorhanden und das komplette Chromosomenpaar fehlt (Nulliosmie)

Auswirkungen von Aneuploidie

  • Menschen, denen ein Chromosom fehlt, nicht lebensfähig
  • Einzige Ausnahme, wo der Verlust eines Chromosoms eher geringere Auswirkungen hat, sind Frauen, denen eines der beiden X-Chromosomen fehlt
  • Nur in sehr wenigen Fällen wie der Trisomie 21 überleben die Betroffenen, sind aber schwer gesundheitlich beeinträchtigt

Barr-Körperchen

  • Geschlechtschromatin , im Zellkern weiblicher Säugerzellen mit Hilf e des Lichtmikroskops nachweisbares kondensiertes X-Chromosom
  • Sie entstanden weil früh in der Embryogenese eines der beiden X- Chromosomen inaktiviert wird Dosiseffekt
  • Anhahd der Barr-Körperchen kann bestimmt werden

Ursachen von Genommutationen

  • Eine Aneuploidie liegt meist in einer fehlerhaften oder ausbleibenden Trennung der Chromosomenpaar während der Meiose
  • Sie können sowohl bei der Meiose 1 (Reduktionsteilung), als auch bei der Meisoe 2 (Äquationsteilung) auftreten

Genmutation Meiose

  • Während der Meiose 1 kann ein homologes Chromosomenpaar nicht trennt. -In diesem Fall dann die Eier bzw. Spermazelle
  • Nach der Entstehung von Spermienzellen haben die Zellen jetzt nur noch einen bzw 3 Kopien des Chromosoms

Genmutation Meiose 2

  • In Meiose 2 können Aneuplodie entstehen wenn Trennung der Schweserchromatiden ausbleibt
  • Auch hier kann die entstandene dann entweder 1x oder 3x Kromosomen besitzen
  • Nodisjunction treten nicht nur in Eizellen sondern auch bei Sperminzellen auf

Genommutationen und Krankheiten

  • Polyploidien sind beim Menschen immer tödlich
  • Im Gegensatz dazu gibt es bestimmte Fälle von Aneuploidien, bei denen die Embryonen überleben können.
  • Betroffene Menschen tragen dann eine Erbkrankheit mit sich (Schränkt sich Alltag ein)
  • Drei der häufigsten Erbkrankheiten aus Genmutationen sind Trisomie 21, Turner Syndrom und das Klinefelter Syndrom -Trisomie 1 chromsome 21 kommt 3x vor und führt zu (Organschäden, eingeschränkte Intelligenz und Immunschwäche)
  • Turner-Syndrom : Einzige Monosomie ist das mit den Embryonen überleben können (Nondisjunktion der homologen) Es folgen Unfruchtbarkeit u.a
  • Klinefeltoer Syndrm -Trisomie: Tritt nur bei Männern auf und betrifft die X-Chromosomen (Unfruchtbarkeit, weibliche Körpermerkmale, Muskelschwäche, Diabetes)

Klinifeltor-Syndrom-Genommutation

  • im Gegensatz zum Turner-Syndrom tritt dies nur bei Männern auf (Betroffene besitzen ein zusätzliches X (XXY) Chromosom was zu 47 führt Die Ursache ist eine Non-disjunktion

###Rhesusfaktor

  • Das Rhesusantigen ist ein wichtiges Merkmal welches sich auch auf der Oberfläche der roten Blutkörperchen
  • Eiweis vorhanden = Rhesus positiv ansonsten negativ
  • Dominat rezessiv = Erbgang
  • Für rhesuspositive Personen: DD oder Dd == Imhomozygot: dd

Vererbung der AB0 -Blutgruppe

  • 0 - Blutgruppen System teilt ( Menschen nach Antigen Merkmalen der (roten Blutkörperchen
  • A bedeutet Antigen ist vorhanden
  • B bedeutet Antigen B + Anti Körper Gruppe A
  • Beim System gibt es 0=A -B Antigene aber Anti Körper sind vorhanden AB=Antigene A und B aber keine anti Körper

Erbgang beim ABO-Blutgruppe

  • 4 verschiedene Gruppen haben die folgende (phänotypen A: AB: B:0
  • Mensch besitzt nur die Allele in seinem Geno Typ

Das ABO-System der Blutgruppe

  • Erythrozyten sind auf ihrer Zelloberfläche die verschiedene Antigene
  • Immunsystem erstellt zudem Anti -Körper

Rhesusfacor,AB0-System und MN-System

  • Rhesusdominante-rezessives Erbgang mittri GT & zwei PT & MN mit drei Phänotrypen
  • ABO-System gibt Sogenannte ( Genaotypen mit vier Phänoty-pen ( AB +0)

###Multiple Allelie und dihybrider Erbgang

  • Daraus ergab sich, dass es sich um multiple Allelie bei der Vererbung von Blutgruppen handeln muss

Mitose

+Teilung des (Zellkerns +Wichtig für Wachstum/ Entwicklung - Organismen +Besteht audvier Phasen Prophase, Metaphase. Anapihose, Telophase

Interphase

  • Besteht susdrei Phasen G-1- S++und 6.2 Phase Wachstum der (Zeli in G-1, verdoppel und (G-2
  • Zellkerns, in +Telophase:
  • Umden Zellkernbildete sicherneueKern hüllen neue (Zellkerne Chromosomen desopiralisiereit dich

Telophase 2

  • Es entstehen immer 4 Haploide Tochterzellen aus der neuen diploid Zelle
  • die Meiose

Meiose

  • Diemeioseisteine besonderekernteilung
  • DiekeimZellemit einem Einfachen
  • Die sogenanntReifefürdieverbeitung Not wendig
  • Eshinuntertellung
  • Die meiosehatuntertellung

Ablauf der Meiose

  • Grundzätzlichin2unterteilt abschnitte
  • Dafürverdoppiesichdie2organellenunddasGengtischemaderial
  • Inder (Mlwerdedn (Chromosomen (Paaregetrennt voneinander Inder (Miverdendn (Chromosomen(paaregetrennt voneinander=dabeiHandeltestdich um (Chromosomem (paere/dierichtigesindundinIherer abfulgend und gesltatde geneist-

Die Meiose 2

  • Vor (M2 interkonso eine Ruhephase in der die Chromosomen nicht verdopped weden
  • M2 ähnlich zür mitoseallerdings sind das 4haploide Tochterzellen
  • Meiose ist wichtig für geschliechtliche Fortpflanzung für die Bldunh
  • Jedich gibt es Fehler - es können dadurch krakheiten entstehen

###Merkmale des autosomal dominant Erbganges

  • All Heterozygotie -Trahger des Allels sind Krunk
  • Zwei Gesure Eltern tragen kein Allel und keine Kindheit

Mendel VS Polygenle

  • (Mendel erwartung dassKinder scharzer undweiber Kinder jeweils Züschoarze Kinder ätte
  • Fürdiewachstunmdiewachsmend sindmehrer gene Zuständing

###Polyeng and Monogenie

  • Polygenl definiert dich Dadurch, dass nur mehrer gene Für eine Ausprig Verantwortlich sind
  • Es gibt auh (Merkmal Die auch durmhuer gene Codierdwerdi (Monogemie)

Genne bi der Polycenie komplementären

  • Jedes gene isteingewissteen für dennabschnitten der dieauszubisnden (Merkimalsverandwortlichist das komplementäre gene
  • Komplementie gène (ergänzen (und beide -sind NotWendingdein
  • Das (merkmal (Karnnausgeprägu werden

Additive Polyphenie

  • Verschiedenene gene (wirken bei der (Ausbildungsseine
  • Die genepaire( habenwird

Genetike Verbenung Regefall Füer meiste Mercnemale

-Die (Ausbildung der Hautverdoppet (aus Vierer

  • Füreind ( Ab und sind füerdiet und A - 2-3 Fûrtkete

###Polyengine

  • Die Beteilighten genPoir bestimmt (Unabhängiguneinande)

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