Gesetz der Segregation
n.
Definition: Trennung zweier Mitglieder eines Allelpaares bei der Gametenbildung

Mendels Vererbungsgesetze

Der Vater der Genetik, Gregor Mendel, berichtete 1860 über seine Erkenntnisse, die zu seiner Zeit zunächst unpopulär waren, sich aber schließlich durchsetzten und so weit akzeptiert wurden, dass seine Erkenntnisse den Weg zur Gründung der Wissenschaft der Genetik ebneten. Auf der Grundlage seiner Experimente mit der Vermehrung von Erbsenpflanzen formulierte er drei verschiedene Gesetze der Vererbung. Seine Experimente erklärten die Übertragung von genetischen Merkmalen von einer Generation auf die nächste. Diese Gesetze haben das Verständnis der genetischen Vererbung erheblich erweitert und zur Entwicklung neuer experimenteller Methoden geführt.

Die drei verschiedenen Mendelschen Vererbungsgesetze lauten wie folgt:

• Gesetz der Segregation
• Gesetz des unabhängigen Sortiments
• Gesetz der Dominanz

Gesetz der Segregation Definition

Frage: Was ist das Gesetz der Entmischung?

Antwort: Es wird auch das erste Gesetz der Vererbung genannt. Das Gesetz der Absonderung besagt, dass:

”Die beiden Kopien eines jeden genetischen Faktors segregieren während der Entwicklung der Keimzellen, um sicherzustellen, dass die Nachkommen jedes Elternteils einen Faktor erhalten.”

OR

”Während der Entwicklung der Keimzellen wird jedes Gen so segregiert, dass die Keimzelle nur ein Allel für dieses Gen enthält.”

Die Kopien eines Gens werden segregiert, wenn ein Individuum Keimzellen produziert, so dass jede Keimzelle nur eine Kopie annimmt. Eine Keimzelle erhält ein Allel.

Der genaue Beweis dafür wurde später entdeckt, als der Prozess der Meiose verstanden wurde. Bei der Meiose werden die Gene der Mutter und des Vaters getrennt, und so werden die Charakterallele in zwei verschiedene Gameten aufgeteilt.

Unterschied zwischen Allel und Gen:

Ein Gen ist ein wesentlicher Teil der DNA, der ein bestimmtes Merkmal definiert; ein Allel ist eine bestimmte Form eines Gens. Die Ausprägung von Merkmalen ist die Schlüsselrolle der Gene. Allele sind wichtig für die Variationen, in denen das Merkmal ausgedrückt werden kann.

Was ist Segregation?

Segregation ist die Trennung von Allelpaaren (verschiedene Merkmale desselben Gens) während der Meiose, so dass sie spezifisch auf getrennte Gameten übertragen werden können.

Warum wird das Mendelsche Segregationsgesetz als Reinheitsgesetz der Gameten bezeichnet?

In der Genetik zeigt das Segregationsgesetz, dass eine Gamete entweder ein rezessives oder ein dominantes Allel trägt, aber nicht beide Allele gleichzeitig. Aus diesem Grund ist dieses Gesetz auch als Gesetz der Reinheit der Gameten bekannt.

Das Segregationsgesetz ist das erste Gesetz von Mendel. Es besagt, dass sich während der Meiose die Allele segregieren. Die Grundprinzipien dieses Gesetzes lauten wie folgt:

• Es kann mehr als einen Typ von Allelen für ein Gen geben.
• Während des Prozesses der Meiose, wenn Gameten gebildet werden, segregieren die Allelpaare, d.h. sie trennen sich.
• Bei der Bestimmung eines Mendelschen Merkmals sind zwei Allele beteiligt, von denen eines rezessiv und das andere dominant ist.

Selbst wenn sie sich nicht gegenseitig beeinflussen, bleiben sie in reiner Form zusammen. Sie vermischen oder vermengen sich nicht. Aus diesem Grund wird das Trennungsgesetz auch als Gesetz der Reinheit der Gameten bezeichnet. Bei der Bildung von Keimzellen erfolgt die Segregation zweier Allele eines Gens in der Regel durch die Segregation homologer Chromosomen während der Meiose. Tetraden (wobei jede Tetrade aus vier Chromatiden eines homologen Paares besteht, die sich durch Synapse bilden) trennen sich während der Anaphase I, und dann trennen sich Schwesterchromatiden homologer Chromosomen während der Anaphase II.

Eine Gamete ist eine Zelle, die an der Befruchtung beteiligt ist. Beim Menschen sind Ei- und Samenzelle die weiblichen bzw. männlichen Gameten. Menschliche Eizellen enthalten nur einen Typ von Geschlechtschromosomen, nämlich das X-Chromosom. Menschliche Samenzellen enthalten entweder ein X- oder ein Y-Chromosom. Dadurch wird das Geschlecht der Nachkommen bestimmt. Nach dem Segregationsgesetz erhält eine Keimzelle für jedes Merkmal, einschließlich des dominanten oder rezessiven Merkmals, eines der beiden Allele.

Beispiel

Die Allele für ein Mendelsches Merkmal können entweder dominant oder rezessiv sein und von den Eltern an die Kinder (Tiere oder Pflanzen) weitergegeben werden. Bei Pflanzen zum Beispiel hängt das Farbmerkmal der Blüte davon ab, welche Art von Allel an die Nachkommen vererbt wird. Jede Elternpflanze überträgt eines der Allele auf ihre Nachkommen. Und diese Allelsätze in den Nachkommen hängen von den Chromosomen der beiden Gameten ab, die sich bei der Befruchtung vereinigen. Diese beiden Chromosomensätze haben sich während der Gametenbildung zufällig getrennt (wobei die Meiose ein Teil des Prozesses ist).

Das Prinzip der Segregation und seine Bedeutung

Das Prinzip der Segregation besagt, dass das Individuum zwei Allele für jedes bestimmte Merkmal besitzt, und während der Entwicklung der Keimzellen werden diese Allele getrennt. Mit anderen Worten: In jeder Keimzelle befindet sich ein Allel. Das Prinzip der Segregation ist von entscheidender Bedeutung, weil es beschreibt, wie die genotypischen Verhältnisse in den haploiden Gameten entstehen.

Wo tritt das Segregationsgesetz in der Meiose auf?

Das Mendelsche Segregationsgesetz tritt in der Anaphase (I und II) der Meiose auf. Es handelt sich um eine Phase der ersten meiotischen Teilung, in der die homologen Chromosomen in zwei Tochterkerne mit ihren verschiedenen Versionen der einzelnen Gene segregiert werden. Während der Meiose kann das Verhalten der homologen Chromosomen zur Aufteilung der Allele in verschiedene Gameten für jeden genetischen Locus beitragen. Wenn sich Chromosomen während der Meiose in verschiedene Gameten teilen, segregieren die beiden unterschiedlichen Allele für ein einzelnes Gen oft so, dass jede Gamete eines der beiden Allele erhält.

Warum ist das Segregationsgesetz allgemein anerkannt?

Das Segregationsgesetz ist ein allgemein anerkanntes Vererbungsgesetz, weil es das einzige Vererbungsgesetz ist, das keine Ausnahmen kennt, während die beiden anderen Gesetze einige Ausnahmen haben. Es besagt, dass jedes Gen, das aus zwei Allelen besteht, die sich während der Entwicklung der Keimzellen unterscheiden, wobei jeweils ein Allel von Mutter und Vater stammt, während der Befruchtung kombiniert wird.

Gesetz des unabhängigen Sortiments

Auch als zweites Vererbungsgesetz bezeichnet, besagt es, dass:

”Getrennte Paare mit Allelen werden getrennt voneinander auf die nächste Generation übertragen. Folglich beeinflusst die Vererbung von Genen nicht die Vererbung von Genen an einer anderen Stelle im Genom.”

OR

”Dieses Gesetz beschreibt, dass Allele verschiedener Gene, die während der Gametenentwicklung verteilt werden, unabhängig voneinander assortieren.”

Dieses Gesetz gilt für Merkmale, die nicht miteinander verwandt sind, wie z.B. Samenfarbe und Samenform. Wenn ein Individuum zwei oder mehr Merkmale erbt, werden diese Merkmale bei der Erzeugung der Gameten unabhängig voneinander sortiert. Dadurch haben die verschiedenen Merkmale eine gleich hohe Wahrscheinlichkeit, zusammen aufzutreten. Das bedeutet, dass die Vererbung des einen Merkmals die Vererbung des anderen nicht beeinflusst.

Erläuterung

Wenn zwei Sätze von Mendelschen Merkmalen zu einer Hybride verschmolzen werden, unterscheidet sich ein Merkmalspaar vom anderen Merkmalspaar. Das bedeutet, dass die Allele unabhängig sind und die anderen Allele nicht beeinflussen. Zum Beispiel wurde eine Erbsenpflanze mit runden und gelben Samen mit einer Pflanze mit faltigen grünen Samen gekreuzt.

Wann findet dieser Prozess statt?

Während die Kreuzung in der Prophase I stattfindet, kann das unabhängige Sortierungsgesetz während der Metaphase I und Anaphase I der Meiose beobachtet werden. In der Metaphase etwa reihen sich die Chromosomen in zufälliger Orientierung entlang der Metaphasenplatte auf.

Das Endprodukt der Meiose sind die Gameten-Zellen. Gameten-Zellen werden als haploide Zellen bezeichnet und haben ebenfalls die Hälfte der regulären diploiden Zell-DNA. Sie ist ein wichtiger Aspekt der Fortpflanzung, der es den Zellen der Gameten ermöglicht, zu einer diploiden Zygote zu verschmelzen, die die für die Entwicklung der Nachkommen erforderlichen DNA-Informationen und eine Chromosomenzahl trägt, die über Generationen hinweg erhalten bleibt.

Prinzip der unabhängigen Selektion

Das Prinzip der unabhängigen Selektion beschreibt, dass während der Entwicklung der Keimzellen Allelpaare segregiert werden, was bedeutet, dass die Merkmale unabhängig voneinander an die Nachkommen weitergegeben werden.

Bedeutung des Gesetzes der unabhängigen Selektion

Es ist wichtig für verschiedene genetische Variationen in Organismen. Zum Beispiel segregieren das Gen oder die Allele, die für ein Merkmal kodieren, unabhängig von dem Gen oder den Allelen, die für ein anderes Merkmal kodieren, während der Entwicklung der Gameten. Sie ist auch wesentlich für die Entstehung neuer genetischer Variationen, die die genetische Vielfalt innerhalb der Population erhöhen.

Gesetz des unabhängigen Sortiments und Segregationsgesetz: Ähnlichkeiten

• Beide spielen eine Rolle im Mendelschen Vererbungsmuster.
• Die Vererbung der Allele wird sowohl durch das erste als auch durch das zweite Gesetz von Mendel beleuchtet.
• Beide Gesetze sind nützlich, um die Variation zwischen verschiedenen Individuen innerhalb der Populationen zu erhöhen.

Gesetz der Segregation und Gesetz des unabhängigen Sortiments: Dissimilaritäten

Segregationsgesetz: Mendel beschrieb, dass bei der Erzeugung von Keimzellen zwei Kopien jedes genetischen Faktors voneinander verschieden sind. Die nicht-homologe chromosomale Aktivität wird durch das Segregationsgesetz definiert.

Independent Assortment law: Das Gesetz besagt, dass sich die genetischen Faktoren eines Individuums bei der Erzeugung von Gameten selbständig zusammensetzen, wenn zwei oder mehr Faktoren vererbt werden. Die Aktivität der Allele wird durch dieses Gesetz definiert.

Mendelsches Dominanzgesetz

Das Mendelsche Dominanzgesetz besagt:

”Bei einer Kreuzung von Eltern, die für verschiedene Merkmale rein sind, wird in der nächsten Generation nur eine Art des Merkmals auftreten. In der Allele werden Kinder, die für ein Merkmal hybrid sind, nur das dominante Merkmal zeigen, und Kinder, die für ein Merkmal nicht hybrid sind, werden rezessive Merkmale zeigen.”

OR

”Es wird gesagt, dass ein Faktor in einem Paar von Merkmalen dominiert, während der andere in der Vererbung unterdrückt bleibt, es sei denn, die beiden Faktoren in dem Paar sind rezessiv. In der nächsten Generation von Eltern, die in Bezug auf gegensätzliche Merkmale rein sind, wird es nur eine Art von Merkmal geben.”

Erläuterung

Das rezessive Allel, das unterdrückt wird, bleibt “schlafend”. Dennoch wird es auf die nächste Generation übertragen, so wie das dominante Allel übertragen wird. Das unterdrückte Merkmal wird nur von den Nachkommen zum Ausdruck gebracht, die zwei Kopien des Allels besitzen. Außerdem können diese Nachkommen sich selbständig fortpflanzen.

Als Mendel seine Erbsenpflanzen mehrmals kreuzte, stellte er fest, dass alle neuen Erbsenpflanzen (F1) groß waren, wenn er sowohl rein große als auch kleine Pflanzen kreuzte. Ebenso entstanden gelbkernige Erbsenpflanzen (F1) durch die Kreuzung von reinen gelbkernigen und grünkernigen Erbsenpflanzen.

Was bedeutet es, wenn ein Allel dominant ist?

Das dominante Allel bezeichnet das Allel, das aufgrund seiner Dominanz die körperliche Ausprägung (sichtbar) am menschlichen Körper zeigt. Sie zeigen ihre Wirkung auch dann, wenn bei einem Individuum nur eine Allelkopie vorhanden ist. Zum Beispiel wird zwischen dem Merkmal der gelben Blume und dem Merkmal der weißen Blume das Merkmal, das sich in einer hybriden Nachkommenschaft manifestieren soll, als dominant angesehen, und das Allel, das für dieses Merkmal kodiert, ist das dominante Allel. Das Fehlen des dominanten Allels führt zur Ausprägung des rezessiven Allels. So werden die Nachkommen mit dem dominanten Allel das dominante Merkmal aufweisen, z. B. gelbe Blüten, während diejenigen, denen das dominante Allel fehlt, das rezessive Merkmal aufweisen, z. B. weiße Blüten.

Merkmale beim Menschen

Es gibt mehr als 200 Merkmale, die von Generation zu Generation auf den Menschen übertragen werden. Diese faszinierenden Merkmale der Humangenetik werden als vererbbare Eigenschaften bezeichnet. Zu diesen genetischen Merkmalen gehören dominante und rezessive Merkmale.

Unterscheidung zwischen dominanten und rezessiven Merkmalen

Dominantes Merkmal

• Das dominante Merkmal ist definiert als das Merkmal, das sich zuerst zeigt oder sichtbar im Individuum ausgeprägt ist.
• Beispiele sind Zwergwuchs, Bluthochdruck, Kahlköpfigkeit (beim Mann), übermäßige Körperbehaarung und sechs Finger.
• Ein dominantes Merkmal wird durch Großbuchstaben dargestellt, z. B. AA oder BB.

Rezessives Merkmal

• Ein rezessives Merkmal ist ein Merkmal, das auf der Ebene des Genoms vorhanden ist, aber verborgen ist und im Organismus nicht zum Ausdruck kommt.
• Beispiele sind normales Wachstum, normaler Blutdruck, keine Glatze, wenig Körperbehaarung und fünf Finger normal
• Ein rezessives Merkmal wird mit kleinen Buchstaben wie aa oder bb dargestellt.

Jedes körperliche, emotionale, psychologische und gesundheitliche Merkmal, das ein Mensch aufweist, ist zum Teil auf die Ausprägung von Genen zurückzuführen. Gene werden von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben.

Warum sind diese Mendelschen Gesetze nicht universell anwendbar?

Das Gesetz der unabhängigen Auswahl und das Gesetz der Dominanz, die die Vererbung regeln, sind nicht immer anwendbar, da es Merkmale gibt, die nicht dem Mendelschen Vererbungsmuster entsprechen. Diese Merkmale werden als nicht-mendelsche Merkmale bezeichnet. Beispiele für solche Merkmale sind polygene Vererbung oder multiple Allele, Kodominanz und unvollständige Dominanz.

Das Gesetz der unabhängigen Auswahl ist nicht allgemein anwendbar, insbesondere weil einige Allele dazu neigen, gemeinsam vererbt zu werden. Beispiele dafür sind geschlechtsgebundene Merkmale. Sie erklären, warum einige Merkmale entweder bei Männern oder bei Frauen vorkommen.

Biologische Bedeutung der Mendelschen Gesetze

Die Mendelschen Gesetze haben einen praktischen Wert bei der Züchtung verschiedener Pflanzen und Tiere, da durch Hybridisierung gewünschte Arten von Pflanzen und Tieren erzeugt werden können. In einer einzigen individuellen Sorte können die gewünschten Merkmale, die in verschiedenen Kombinationen getragen werden, gekoppelt und erhalten werden.

Die Kreuzungshybridisierung hat zur Entwicklung mehrerer neuer krankheitsresistenter und ertragreicher Nutz- und Zierpflanzensorten geführt, was aufgrund des Mendelschen Segregationsgesetzes und des Gesetzes der unabhängigen Selektion möglich ist.

In der folgenden Vorlesung werden Gregor Mendels Segregationsgesetz und das Gesetz der unabhängigen Selektion erläutert. Dies sind zwei Regeln der Genetik, die die Segregation von mütterlichen und väterlichen Genen während der Gametenbildung erklären. Credit: Shomu’s Biology

1. Chapter 3 and 4 Flashcards | Quizlet. (2014). Quizlet. https://quizlet.com/35583931/chapter-3-and-4-flash-cards/#:~:text=In%20other%20words%2C%20one%20allele,the%20haploid%20gametes%20are%20produced.&text=How%20are%20Mendel’s%20principles%20different,inheritance%20discussed%20in%20Chapter%201%3F

2. Law of Independent Assortment (Mendel): Definition, Erläuterung, Beispiel. (2019). Sciencing. https://sciencing.com/law-of-independent-assortment-mendel-definition-explanation-example-13718436.html

3. Sokratisch, Was ist das Mendelsche Gesetz der unabhängigen Sortierung? (2018, Februar 17). Was ist das Mendelsche Gesetz der unabhängigen Selektion? | Socratic. Socratic.org. https://socratic.org/questions/5a1dd296b72cff1817af3290#553051

4. Genetics Generation. (2012). Genetics Generation. https://knowgenetics.org/mendelian-genetics/

5. Beck, K. (2019). Law of Independent Assortment (Mendel): Definition, Erläuterung, Beispiel. Sciencing. https://sciencing.com/law-of-independent-assortment-mendel-definition-explanation-example-13718436.html

6. O’Neil, D. (2012). “Basic Principles of Genetics: Mendel’s Genetics.” Basic Principles of Genetics: Mendel’s Genetics. http://anthro.palomar.edu/mendel/mendel_1.htm

7. Hartwell, L. H., Goldberg, M. L., Fischer, J. A., & Hood, L. (2017). Genetics: From genes to the genome. Columbus: McGraw-Hill Higher Education.

8. Pierce, B. A. (2017). Genetics: A conceptual approach. New York: W.H. Freeman. Snustad, D. P., & Simmons, M. J. (2015). Principles of Genetics. New Jersey: Wiley.

9. Watson, J. D., Baker, T. A., Stephen, P. B., Alexander, G., Michael, L., & Richard, L. (2013). Molecular biology of the gene. London: Pearson

10. Bailey, Regina. “The 4 Concepts Related to Mendel’s Law of Segregation”. ThoughtCo. N.p., n.d. Web. Available here. 10 Aug. 2017. “Mendels Law of Independent Assortment – Boundless Open Textbook.” Boundless. N.p., 26 May 2016. Web. Available here. 10 Aug. 2017.

11. Ein Überblick über das Recht der Trennung und das Recht der Vorherrschaft. (2020). Retrieved 13 November 2020, from https://byjus.com/biology/law-of-segregation-law-of-dominance/

GREGOR MENDEL’S PRINCIPLES OF HEREDITY – QUIZ (pdf)

MENDEL’S PRINCIPLES OF HEREDITY – QUIZ Drucken Sie dieses Quiz für Ihre Schüler aus. Der erste Teil ist eine Erinnerung an Gregor Mendels Prinzipien der Vererbung. Der zweite Teil ist ein Multiple-Choice-Test über Allele und Geschlechtschromosomen. Fächer: Genetik & Evolution Lesson: Mendelsche Vererbung Grades: 9th, 10th, 11th, 12th Type: Quiz