Mendelsches Erbe (oder Mendelsche Genetik oder Mendelism) sind eine wissenschaftliche Theorie dessen, wie erbliche Eigenschaften von Elternteilorganismen bis ihre Nachkommenschaft passiert werden; es unterliegt viel Genetik. Dieses theoretische Fachwerk wurde aus der Arbeit von Gregor Johann Mendel veröffentlicht 1865 und 1866 am Anfang abgeleitet, der 1900 wieder entdeckt wurde; es war am Anfang sehr umstritten. Als die Theorien von Mendel mit der Chromosom-Theorie des Erbes von Thomas Hunt Morgan 1915 integriert wurden, sind sie der Kern der klassischen Genetik geworden.

Geschichte

Die Gesetze des Erbes wurden von Gregor Mendel, einem österreichischen Priester-Mönch des 19. Jahrhunderts abgeleitet, der Kreuzungsexperimente in Garten-Erbsen (Pisum sativum) durchführt. Zwischen 1856 und 1863 hat er kultiviert und hat ungefähr 29,000 Erbse-Werke geprüft. Von diesen Experimenten hat er zwei Generalisationen abgeleitet, die später bekannt als die Grundsätze von Mendel der Vererbung oder des Mendelschen Erbes geworden sind. Er hat diese Grundsätze in einer zweiteiligen Zeitung, Experimenten auf der Pflanzenkreuzung beschrieben, die er zur naturgeschichtlichen Gesellschaft Brnos am 8. Februar und am 8. März 1865 gelesen hat, und der 1866 veröffentlicht wurde.

Die Beschlüsse von Mendel wurden größtenteils ignoriert. Obwohl sie Biologen der Zeit nicht völlig unbekannt waren, wurden sie als allgemein anwendbar sogar von Mendel selbst nicht gesehen, der gedacht hat, dass sie sich nur für bestimmte Kategorien der Arten oder Charakterzüge gewandt haben. Ein Hauptblock zum Verstehen ihrer Bedeutung war die Bedeutung, die von Biologen des 19. Jahrhunderts dem offenbaren Mischen von geerbten Charakterzügen im gesamten Äußeren der Nachkommenschaft jetzt beigelegt ist, bekannt, wegen Mehrgenwechselwirkungen im Gegensatz zu den mit dem Organ spezifischen binären von Mendel studierten Charakteren zu sein. 1900, jedoch, wurde seine Arbeit von drei europäischen Wissenschaftlern, Hugo de Vries, Carl Correns und Erich von Tschermak "wieder entdeckt". Die genaue Natur der "Wiederentdeckung" ist etwas diskutiert worden: De Vries hat zuerst auf dem Thema veröffentlicht, Mendel in einem Kommentar erwähnend, während Correns auf den Vorrang von Mendel hingewiesen hat, das Papier von De Vries gelesen und begreifend, dass er selbst Vorrang nicht hatte. De Vries kann ehrlich nicht anerkannt haben, wie viel seiner Kenntnisse der Gesetze aus seiner eigenen Arbeit gekommen ist, oder nur nach dem Lesen vom Papier von Mendel gekommen ist. Spätere Gelehrte haben Von Tschermak angeklagt, nicht aufrichtig die Ergebnisse überhaupt zu verstehen.

Trotzdem hat die "Wiederentdeckung" Mendelism eine wichtige, aber umstrittene Theorie gemacht. Sein kräftigster Befürworter in Europa war William Bateson, der die Begriffe "Genetik" und "Allel" ins Leben gerufen hat, um viele seiner Doktrinen zu beschreiben. Um das Modell der Vererbung wurde von anderen Biologen hoch gekämpft, weil es angedeutet hat, dass Vererbung entgegen der anscheinend dauernden für viele Charakterzüge erkennbaren Schwankung diskontinuierlich war. Viele Biologen haben auch die Theorie abgewiesen, weil sie nicht überzeugt waren, dass sie für alle Arten gelten würde. Jedoch hat die spätere Arbeit von Biologen und Statistikern wie R. A. Fisher gezeigt, dass, wenn vielfache Mendelsche Faktoren am Ausdruck eines individuellen Charakterzugs beteiligt wurden, sie die verschiedenen beobachteten Ergebnisse erzeugen konnten. Thomas Hunt Morgan und seine Helfer haben später das theoretische Modell von Mendel mit der Chromosom-Theorie des Erbes integriert, in dem, wie man dachte, die Chromosomen von Zellen das wirkliche erbliche Material gehalten, und geschaffen haben, was jetzt als klassische Genetik bekannt ist, die der Platz des äußerst erfolgreichen und zementierten Mendels in der Geschichte war.

Die Ergebnisse von Mendel haben anderen Wissenschaftlern erlaubt, den Ausdruck von Charakterzügen auf der Grundlage von mathematischen Wahrscheinlichkeiten vorauszusagen. Ein großer Beitrag zum Erfolg von Mendel kann zu seiner Entscheidung verfolgt werden, seine Kreuze nur mit Werken anzufangen, die er demonstriert hat, waren wahre Fortpflanzung. Er hat auch nur absolute (binäre) Eigenschaften, wie Farbe, Gestalt, und Position der Nachkommenschaft, aber nicht quantitative Eigenschaften gemessen. Er hat seine Ergebnisse numerisch ausgedrückt und hat sie der statistischen Analyse unterworfen. Seine Methode der Datenanalyse und seine große Beispielgröße haben Vertrauenswürdigkeit seinen Daten gegeben. Er hatte auch die Voraussicht, um mehreren aufeinander folgenden Generationen (f2, f3) seiner Erbse-Werke zu folgen und ihre Schwankungen zu registrieren. Schließlich hat er "Testkreuze" (zurückdurchquerende Nachkommen der anfänglichen Kreuzung zu den anfänglichen sich wahr fortpflanzenden Linien) durchgeführt, um die Anwesenheit und das Verhältnis von rückläufigen Charakteren zu offenbaren. Ohne seinen Fleiß und sorgfältige Aufmerksamkeit auf das Verfahren und Detail hätte die Arbeit von Mendel einen viel kleineren Einfluss auf die Welt der Genetik gehabt.

Die Gesetze von Mendel

Mendel hat entdeckt, dass, wenn es weiße Blume und purpurrote Blumenwerke durchquert, das Ergebnis nicht eine Mischung ist. Anstatt eine Mischung der zwei zu sein, war die Nachkommenschaft purpurrot-geblümt. Er hat sich dann die Idee von Vererbungseinheiten vorgestellt, die er "Faktoren" genannt hat, von denen einer eine rückläufige Eigenschaft und die andere Dominante ist. Mendel hat gesagt, dass Faktoren, später genannt Gene, normalerweise in Paaren in gewöhnlichen Körperzellen vorkommen, sich noch während der Bildung von Sexualzellen absondern. Jedes Mitglied des Paares wird ein Teil der getrennten Sexualzelle. Das dominierende Gen, wie die purpurrote Blume in den Werken von Mendel, wird das rückläufige Gen, die weiße Blume verbergen. Nachdem Mendel die F1 Generation fruchtbar selbstgemacht hat und 3:1 Verhältnis vorgeherrscht hat, hat er richtig theoretisiert, dass Gene auf drei verschiedene Weisen für jeden Charakterzug paarweise angeordnet werden können: AA, aa, und Aa. Das Kapital "A" vertritt den dominierenden Faktor, und Kleinbuchstabe vertritt "a" das rückläufige. (Die letzte Kombination, die oben, Aa verzeichnet ist, wird ungefähr zweimal so häufig vorkommen wie jeder der anderen zwei, weil es auf zwei verschiedene Weisen, Aa oder aA gemacht werden kann.)

Mendel hat festgestellt, dass jede Person zwei Faktoren für jeden Charakterzug, ein von jedem Elternteil hat. Die zwei Faktoren können oder können dieselbe Information nicht enthalten. Wenn die zwei Faktoren identisch sind, wird die Person homozygous nach dem Charakterzug genannt. Wenn die zwei Faktoren verschiedene Information haben, wird die Person heterozygous genannt. Die alternativen Formen eines Faktors werden Allele genannt. Der Genotyp einer Person wird aus den vielen Allelen zusammengesetzt, die er besitzt. Ein physisches Äußeres einer Person oder Phänotyp, wird durch seine Allele sowie durch seine Umgebung bestimmt. Eine Person besitzt zwei Allele für jeden Charakterzug; ein Allel wird vom weiblichen Elternteil und anderem vom Elternteil männlichen Geschlechts gegeben. Sie werden verzichtet, wenn eine Person reif wird und Geschlechtszellen erzeugt: Ei und Sperma. Wenn sich Geschlechtszellen, die paarweise angeordneten Allele getrennt zufällig formen, so dass jede Geschlechtszelle eine Kopie von einem der zwei Allele erhält. Die Anwesenheit eines Allels bedeutet nicht, dass der Charakterzug in der Person ausgedrückt wird, die es besitzt. In heterozygous Personen ist das Allel, das ausgedrückt wird, die Dominante. Das rückläufige Allel ist da, aber sein Ausdruck wird verborgen (die Ausnahme ist codominance).

Mendel hat seine Ergebnisse in zwei Gesetzen zusammengefasst: das Gesetz der Abtrennung und das Gesetz der Unabhängigen Zusammenstellung.

Gesetz der Abtrennung (das "erste Gesetz")

Das Gesetz der Abtrennung stellt fest, dass jede Person ein Paar von Allelen (das Annehmen diploidy) für jeden besonderen Charakterzug besitzt, und dass jeder Elternteil eine zufällig ausgewählte Kopie (Allel) von nur einem von diesen zu seiner Nachkommenschaft passiert. Die Nachkommenschaft empfängt dann sein eigenes Paar von Allelen für diesen Charakterzug. Welch auch immer der zwei Allele in der Nachkommenschaft dominierend ist, bestimmt, wie die Nachkommenschaft diesen Charakterzug (z.B die Farbe eines Werks, die Farbe eines Pelzes eines Tieres, die Farbe Augen einer Person) ausdrückt.

Genauer stellt das Gesetz dass fest, wenn jede Person Geschlechtszellen, die Kopien eines getrennten Gens erzeugt, so dass jede Geschlechtszelle nur eine Kopie (Allel) erhält. Eine Geschlechtszelle wird ein Allel oder den anderen erhalten. Der direkte Beweis davon wurde später im Anschluss an die Beobachtung von meiosis von zwei unabhängigen Wissenschaftlern, dem deutschen Botaniker Oskar Hertwig 1876, und dem belgischen Zoologen Edouard Van Beneden 1883 gefunden. In meiosis werden die väterlichen und mütterlichen Chromosomen getrennt, und die Allele mit den Charakterzügen eines Charakters sind in zwei verschiedene Geschlechtszellen getrennt.

ODER

Die zwei koexistierenden Allele einer Person für jeden Charakterzug abgesondert (getrennt) während der Geschlechtszelle-Bildung, so dass jede Geschlechtszelle nur ein der zwei Allele bekommt. Allele vereinigen wieder aufs Geratewohl Fruchtbarmachung von Geschlechtszellen.

Gesetz der unabhängigen Zusammenstellung (das "zweite Gesetz")

Das Gesetz der Unabhängigen Zusammenstellung, auch bekannt als "Erbe-Gesetz", stellen fest, dass getrennte Gene für getrennte Charakterzüge unabhängig von einander von Eltern zur Nachkommenschaft passiert werden. D. h. die biologische Auswahl an einem besonderen Gen im Genpaar für einen zur Nachkommenschaft zu passierenden Charakterzug hat nichts, um mit der Auswahl am Gen für jeden anderen Charakterzug zu tun. Genauer stellt das Gesetz fest, dass Allele von verschiedenen Genen unabhängig von einander während der Geschlechtszelle-Bildung passen. Während die Experimente von Mendel mit dem Mischen eines Charakterzugs immer 3:1 Verhältnis (Abb. 1) zwischen dominierenden und rückläufigen Phänotypen hinausgelaufen sind, haben sich seine Experimente mit dem Mischen von zwei Charakterzügen (dihybrid Kreuz) 9:3:3:1 Verhältnisse (Abb. 2) gezeigt. Aber 9:3:3:1 zeigt Tisch, dass jedes der zwei Gene mit 3:1 phenotypic Verhältnis unabhängig geerbt wird. Mendel hat beschlossen, dass verschiedene Charakterzüge unabhängig von einander geerbt werden, so dass es keine Beziehung, zum Beispiel, zwischen einer Farbe einer Katze und Schwanz-Länge gibt. Das ist wirklich nur für Gene wahr, die mit einander nicht verbunden werden.

Unabhängige Zusammenstellung kommt während meiosis I in eukaryotic Organismen, spezifisch metaphase I von meiosis vor, um eine Geschlechtszelle mit einer Mischung der Chromosomen des Organismus zu erzeugen. Die physische Basis der unabhängigen Zusammenstellung von Chromosomen ist die zufällige Orientierung von jedem, der entlang dem metaphase Teller in Bezug auf die Orientierung des anderen bivalents entlang derselben äquatorialen Linie zweiwertig ist. Zusammen mit der chromosomalen Überkreuzung hilft dieser Prozess in der Erhöhung genetischer Ungleichheit durch das Produzieren neuartiger genetischer Kombinationen.

Der 46 Chromosomen in einer normalen diploid menschlichen Zelle wird Hälfte mütterlich abgeleitet (vom Ei der Mutter), und Hälfte werden (vom Sperma des Vaters) väterlich abgeleitet. Das kommt vor, weil sexuelle Fortpflanzung mit der Fusion von zwei haploid Geschlechtszellen (das Ei und Sperma) verbunden ist, um einen neuen Organismus zu erzeugen, der die volle Ergänzung von Chromosomen hat. Während gametogenesis — der Produktion von neuen Geschlechtszellen durch einen Erwachsenen — muss die normale Ergänzung von 46 Chromosomen zu 23 halbiert werden, um sicherzustellen, dass sich die resultierende haploid Geschlechtszelle einer anderen Geschlechtszelle anschließen kann, um einen diploid Organismus zu erzeugen. Ein Fehler in der Zahl von Chromosomen, wie diejenigen, die durch eine diploid Geschlechtszelle verursacht sind, die sich einer haploid Geschlechtszelle anschließt, wird aneuploidy genannt.

In der unabhängigen Zusammenstellung, die Chromosomen, dass Ergebnis von allen möglichen Kombinationen von mütterlichen und väterlichen Chromosomen zufällig sortiert wird. Weil Geschlechtszellen mit einer zufälligen Mischung statt eines vorherbestimmten "Satzes" von jedem Elternteil enden, werden Geschlechtszellen deshalb geordnet unabhängig betrachtet. Als solcher kann die Geschlechtszelle mit jeder Kombination von väterlichen oder mütterlichen Chromosomen enden. Einige der möglichen Kombinationen von von mütterlichen und väterlichen Chromosomen gebildeten Geschlechtszellen wird mit der gleichen Frequenz vorkommen. Für menschliche Geschlechtszellen, mit 23 Paaren von Chromosomen, ist die Zahl von Möglichkeiten 2 oder 8,388,608 mögliche Kombinationen. Die Geschlechtszellen werden normalerweise mit 23 Chromosomen enden, aber der Ursprung von irgendwelchem besonderer wird von väterlichen oder mütterlichen Chromosomen zufällig ausgewählt. Das trägt zur genetischen Veränderlichkeit der Nachkommenschaft bei.

Hintergrund

Der Grund für diese Gesetze wird in der Natur des Zellkerns gefunden. Es wird aus mehreren Chromosomen zusammengesetzt, die die genetischen Charakterzüge tragen. In einer normalen Zelle hat jedes dieser Chromosomen zwei Teile, den chromatids. Eine Fortpflanzungszelle, die in einem Prozess geschaffen wird, hat meiosis genannt, gewöhnlich enthält nur einen jener chromatids jedes Chromosoms. Durch das Mischen von zwei dieser Zellen (gewöhnlich ein Mann und eine Frau) wird der volle Satz wieder hergestellt, und die Gene werden gemischt. Die resultierende Zelle wird ein neuer Embryo. Die Tatsache, dass dieses neue Leben Hälfte der Gene jedes Elternteils hat (23 von der Mutter, 23 vom Vater für die Summe 46 im Fall von Menschen) ist ein Grund für die Mendelschen Gesetze. Der zweitwichtigste Grund ist die unterschiedliche Überlegenheit von verschiedenen Genen, einige Charakterzüge veranlassend, uneben zu erscheinen, anstatt durchschnittlich auszumachen (wodurch dominierend wahrscheinlicher nicht bedeutet sich zu vermehren — können rückläufige Gene am meisten, auch üblich werden).

Es gibt mehrere Vorteile dieser Methode (sexuelle Fortpflanzung) über die Fortpflanzung ohne genetischen Austausch:

1. Statt fast identischer Kopien eines Organismus entwickelt sich eine breite Reihe der Nachkommenschaft, verschiedenere geistige Anlagen und Entwicklungsstrategien erlaubend.
2. Es gibt gewöhnlich einige Fehler in jedem Zellkern. Das Kopieren der Gene fügt gewöhnlich mehr von ihnen hinzu. Durch das Verteilen von ihnen zufällig über verschiedene Chromosomen und das Mischen der Gene werden solche Fehler uneben über die verschiedenen Kinder verteilt. Einige von ihnen werden deshalb nur sehr wenigen solche Probleme haben. Das hilft, Probleme mit dem Kopieren von Fehlern etwas zu reduzieren.
3. Gene können sich schneller von einem Teil einer Bevölkerung zu einem anderen ausbreiten. Das ist zum Beispiel nützlich, wenn es eine vorläufige Isolierung von zwei Gruppen gibt. Neue Gene, die sich in jeder der Bevölkerungen entwickeln, werden reduziert auf die Hälfte nicht, wenn eine Seite den anderen ersetzt, mischen sie und bilden eine Bevölkerung mit den Vorteilen von beiden Seiten.
4. Manchmal kann eine Veränderung positive Nebenwirkungen haben. Zum Beispiel ist Sichelzellenanämie eine Veränderung, die den Vorteil des Sumpffieber-Widerstands verursachen kann. Der Mechanismus hinter den Mendelschen Gesetzen kann es möglich für eine Nachkommenschaft machen, die Vorteile ohne die Nachteile zu tragen, bis weitere Veränderungen die Probleme beheben.

Mendelscher Charakterzug

Ein Mendelscher Charakterzug ist derjenige, der von einem einzelnen geometrischen Ort kontrolliert wird und ein einfaches Mendelsches Erbe-Muster zeigt. In solchen Fällen kann eine Veränderung in einem einzelnen Gen eine Krankheit verursachen, die gemäß den Gesetzen von Mendel geerbt wird. Beispiele schließen Sichelzellenanämie, Krankheit von Tay-Sachs, zystischen fibrosis und xeroderma pigmentosa ein. Eine von einem einzelnen Gen kontrollierte Krankheit hebt sich von einer multi-factorial Krankheit wie Arthritis ab, die durch mehrere geometrische Orte (und die Umgebung) sowie jene auf eine nichtmendelsche Mode geerbten Krankheiten betroffen wird. Das Mendelsche Erbe in der Mann-Datenbank ist ein Katalog, unter anderem, Gene, in denen Mendelsche Charakterzüge Krankheit verursachen.

Siehe auch

• Überlegenheitsbeziehung
• Heritability
• Liste von Mendelschen Charakterzügen in Menschen
• Gregor Mendel
• Mendelsche Krankheiten (monogenic Krankheit)
• Mendelscher Fehler
• Nichtmendelsches Erbe
• Erbe von Particulate
• Der Punnett Square

Links

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