Genetische Grundlagen Ganz ohne geht es leider nicht...
Wer in der Schule aufgepasst hat oder sich schon länger mit Vererbung beschäftigt, dem erzähle ich hier nichts neues. Was auf dieser Seite steht, geht nicht allzu weit über Mendel hinaus. Trotzdem möchte ich euch bitten, den untersten Abschnitt ab "ACHTUNG" zu lesen. Diese Hinweise sind zwar eigentlich trivial, da selbstverständlich, aber allzu oft scheitert das Verständnis der Fellfarbengenetik an der Nichtbeachtung dieser einfachen Fakten!
Chromosom - Gen - Allel Träger der genetischen Information ist die DNA, die in der Zelle auf mehrere Struktureinheiten verteilt ist, diese Struktureinheiten nennt man Chromosomen. Ihre Anzahl ist jeweils artspezifisch, Hunde besitzen 78 Chromosomen (zum Vergleich: Menschen besitzen 46 Chromosomen). Chromosomen liegen jeweils in Paaren vor, deren Partner sich gleichen, nur bei den Geschlechtschromosomen liegen Unterschiede im Aussehnen und der enthaltenen Information vor. Dies sind die berühmt-berüchtigten X- und Y-Chromosomen, die, wie ihr Name schon sagt, das Geschlecht eines Organismus bestimmen. Die Geschlechtszellen (Ei- und Samenzellen) enthalten lediglich einen einfachen Chromosomensatz, d. h., nur 39 Chromosomen. Mit der Verschmelzung von Ei- und Samenzelle bei der Befruchtung wird wieder die komplette Chromosomenzahl erreicht.
Daraus folgt, dass Mutter und Vater eines Tiers jeweils die Hälfte des Chromosomensatzes beisteuern, jedes Gen liegt also in zwei Kopien vor. Ein Gen ist ein bestimmter Abschnitt der DNA, das die Bauanleitung für ein Protein liefert, das eine oder mehrere bestimmte Aufgaben im Organismus erfüllt. Nun sind diese Kopien aber nicht immer identisch, sie unterscheiden sich voneinander, sind also verschiedene Ausführungen eines Gens. Diese unterschiedlichen Ausführungen eines Gens nennt man Allel, wie viele Allele vorliegen, ist von Gen zu Gen unterschiedlich. Bei zwei Allelen (in der Regel ein dominantes und ein rezessives) spricht man von einem "Paar", liegen mehr als zwei Allele vor, so spricht man von einer "Serie", z. B. Brown-Paar und Extension-Serie.
Mendel und mehr... Der Augustinermönch Gregor Mendel entdeckte bei seinen Kreuzungsexperimenten mit Pflanzen das grundlegende Gesetz der Vererbung: Die Faktoren, die für die Ausprägung bestimmter, individueller Merkmale verantwortlich sind, werden unverändert von Generation zu Generation weitergegeben. Beobachtete Variationen beruhen auf der Neukombination dieser unveränderlichen Faktoren. Dabei folgen sie festgelegten Regeln, eben den berühmten Mendel´schen Regeln.
Uniformitätsregel:
„Kreuzt man zwei reinerbige Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal unterscheiden, so sind die Nachkommen der F1-Generation bezüglich dieses Merkmals alle gleich“
Diese Uniformität entsteht, wenn sich ein Allel gegenüber einem andersartigen durchsetzt (dominant-rezessiver Erbgang), oder aber die beiden verschiedenen Allele zusammen eine neue Erscheinungsform bilden, welche in ihrem Aussehen zwischen den beiden Ausgangsformen liegt (intermediärer Erbgang).
Dabei muss man nun zwischen Genotyp und Phänotyp unterscheiden.
Der Genotyp beschreibt die Gesamtheit aller Erbanlagen eins Organismus, der Phänotyp die nach außen sicht- und messbare Erscheinungsform. Man kann vom Genotyp auf den Phänotyp schließen, nicht immer aber vom Phänotyp auf den Genotyp!
Dies wird durch ein so genanntes „Kreuzungsschema“ verdeutlicht, dabei werden die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten der elterlichen Gameten (Ei- und Samenzellen) und die daraus resultierenden Geno- und Phänotypen der Nachkommen aufgezeichnet.
Beispiel:
Bei der Kreuzung eines homozygot (reinerbig) kurzhaarigen Rüden mit einer homozygot langhaarigen Hündin entstehen ausschließlich kurzhaarige Welpen. Kurzhaarig ist also dominant gegenüber langhaarig, dominante Merkmale werde mit einem Großbuchstaben abgekürzt, rezessive mit einem Kleinbuchstaben. Da es sich lediglich um verschiedene Allele ein und desselben Gens handelt, ist auch der verwendete Buchstabe identisch.
In unserem Beispiel wäre dann der Genotyp der Vaters L/L (also kurzhaarig), der Genotyp der Mutter dagegen l/l (langhaarig). Die Welpen jedoch sind für das Merkmal heterozygot (mischerbig).
Was nun passiert, wenn man Individuen dieser F1-Generation miteinander verpaart, beschreibt die zweite Mendel´sche Regel, genannt:
Spaltungsregel: „Kreuzt man die Individuen der F1-Generation untereinander, so treten in der F2-Generation die Merkmale der Elterngeneration im Verhältnis 3:1 wieder auf“
Dieses Verhältnis 3:1 beschreibt dabei den Phänotyp, auf unser Beispiel bezogen hieße das, dass in einem Wurf von vier Welpen drei Kurzhaarige und ein Langhaariger vorhanden wären. as Verhältnis der Genotypen lässt sich dabei wieder aus dem Kreuzungsschema ablesen:
Der Genotyp beider Elterntiere ist L/l, also:
Hierbei kann man nun sehen, dass das Verhältnis der Genotypen 1:2:1 beträgt. Ein Viertel der Nachkommen trägt also homozygot das dominante Allel, ein Viertel trägt homozygot das rezessive Allel, die Hälfte jedoch ist für das Allel heterozygot.
Dieses exakte Verhältnis wird jedoch nur bei hohen Stichprobenzahlen erreicht, für nur einen Wurf betrachtet entscheidet einzig und alleine der Zufall!
Betrachtet man nicht nur ein, sondern zwei oder mehr Merkmale, so zeigt sich, dass diese unabhängig voneinander vererbt werden und neue Merkmalskombinationen ergeben können. Dieses Phänomen beschreibt die dritte Mendel´sche Regel, die:
Unabhängigkeits- oder Neukombinationsregel:
„Kreuzt man zwei Individuen der gleichen Art, die sich in mehreren Merkmalen reinerbig Unterscheiden, so treffen sowohl die Uniformitätsregel (F1) als auch die Spaltungsregel (F2) zu. Neben den Merkmalskombinationen der Elterngenerationen treten neue Merkmalskombinationen auf. Die Allel für die Merkmale werden bei der Keimzellbildung getrennt und bei der Befruchtung unabhängig voneinander neu kombiniert“
Ein Beispiel für diese Regel stelle ich hier vor.
Was es sonst noch gibt…
Die Bezeichnungen dominant und rezessiv werden nur zur Beschreibung der Beziehung zwischen den Allele eines Gens verwendet, ähnliche Beziehungen gibt es jedoch auch zwischen verschiedenen Genen. Ist dies der Fall, so spricht man von Epistase (oder Epistasie). Dabei kann die Ausbildung eines Gens und all seiner Allele völlig oder teilweise durch ein Allel auf einem anderen Gen unterdrückt werden.
Viele Merkmale werden auch durch mehr als ein Gen bestimmt (Beispiele wären die Körpergröße oder die Hüftgelenksdysplasie), jedes Gen für sich hat dann eine geringfügige Auswirkung auf das Merkmal, die Summe dieser Effekte bestimmt dann die Ausprägung des Merkmals. Hierbei spricht man von polygener Vererbung. Die Fellfarbe, so wie man sie am Hund sieht, ist ein polygenes Merkmal!
Von Pleiotropie spricht man, wenn ein Gen mehrere, voneinander unabhängige Merkmale beeinflusst. Ein bekanntes Beispiel ist die Wirkung des Merle-Faktors, der in homozygoter Form nicht nur die Fellfarbe steuert, sondern auch zu Sehbehinderungen und/oder Taubheit führen kann
ACHTUNG
Wann immer man sich über die Fellfarben bei Hunden und deren Vererbung unterhält, sollte man immer folgendes im Hinterkopf behalten: 1. Jeder Hund trägt alle Farbgene aber 2. nicht alle Allele eines Gens. 3. Ein Hund besitzt immer zwei Allele eines Farbgens, eines vom Vater und eines von der Mutter. (Dies gilt für alle autosomalen Erbgänge, wie es bei den Fellfarben des Hundes immer der Fall ist. Bei Katzen z.B. gäbe es Ausnahmen von dieser Regel.) Und last, but not least: 4. Die Fellfarbe als solche ist ein polygenes Merkmal! Immer, bei jeder Rasse - auch wenn bei einer Rasse nur eine Fellfarbe vorkommt (z. B. bei Rottweilern). Wie viele Gene genau an der Fellfarbe beteiligt sind, ist völlig unbekannt. Sicher ist nur, dass die Gene, die ich auf den folgenden Seiten vorstelle, nur die Spitze des Eisbergs sind. Der Einfachheit halber ist es üblich, immer nur die Gene anzugeben, die bei einer bestimmten Fellfarbe die ausschlaggebende Rolle spielen. Auch ich werde das im weiteren Verlauf so halten, dennoch sollte man nie vergessen, dass trotzdem immer alle Genorte vorhanden sind, auch, wenn sie nicht explizit genannt werden.
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