Genetik

Die Genetik (griech. geneá = Abstammung) oder Vererbungslehre ist ein Teilgebiet der Biologie und beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Funktion von Erbanlagen ("Genen") sowie mit deren Weitervererbung. Vererbung ist die Weitergabe von Erbinformationen von Generation zu Generation.

Die klassische Genetik untersucht, in welchen Kombinationen die Gene nach Kreuzungsexperimenten bei den Nachkommen vorkommen und wie das die Ausprägung bestimmter phänotypischer Merkmale beeinflusst.

Die Molekulargenetik untersucht, wie Gene aufgebaut sind, wie die in Form von Desoxyribonukleinsäure (DNA) vorhandene genetische Information zum Aufbau von Proteinen und anderen funktionellen Genprodukten genutzt wird, wie diese Information kopiert wird (Replikation) und wie sich molekularbiologische Erkenntnisse für gentechnische Verfahren nutzen lassen.

Geschichte der Genetik

Schon seit der Antike versuchen die Menschen die Gesetzmäßigkeiten der Vererbung durch verschiedene Hypothesen zu erklären. So lehrte der griechische Philosoph Anaxagoras um 500 v.Ch., dass das Geschlecht eines Kindes nur vom Vater abhängig sei. Ähnlich dachte hundert Jahre später Aristoteles, der nur dem Mann Erbanlagen zugestand, während die Frauen ausschlisslich ernährende Funktionen haben sollen. Solche Vorstellungen über Fortpflazung und Verebung prägten die Naturphilosophischen Überlegungen bis in die Neuzeit hinein.

Mit der Entwicklung des Microskops und der und der anschliessenden Entdeckung der Spermien durch Antoni Van Leewenhoek im 17. Jahrhundert wurden wichtige Fortschritte gemacht.

Genetik

Genetik (Vererbungslehre)

ENTSTEHUNG Vom Altertum bis zur heutigen Zeit hat sich der Mensch die biologischen Kenntnisse zunutze gemacht, um die Vererbungsmöglichkeiten in seinem Sinne zu verändern.

Klassische Genetik

Bereits im 18. Jahrhundert wurde vermutet, dass irgendeine Form von Erbanlagen existiert. Der Augustinermönch Gregor Johann Mendel (1822–1884) konnte diese Annahme durch seine Forschungsarbeiten über die Merkmalsausprägung bei der Gartenerbse bestätigen. Mendel führte mehr als 350 künstliche Befruchtungen durch und wertete über 12 000 Nachkommen aus.

Die wesentlichen Ergebnisse seiner Versuche sind in den noch heute gültigen Mendel’schen Regeln zusammengefaßt, welche die Grundlagen der klassischen Genetik darstellen.

Auf die Regeln muss ich sicher lich nicht weiter eingehen …

Bereits um die Jahrhundertwende wurde jedoch schon deutlich, was heutzutage offensichtlich ist. Die wenigsten Merkmale werden nur von einem einzigen Gen bestimmt und viele einzelne Gene beeinflussen mehr als nur ein einziges Merkmal. Außerdem gibt es Merkmale, die nicht unabhängig voneinander vererbt werden (entgegen der Unabhängigkeitsregel), sondern stets aneinander gekoppelt an die nächste Generation weitergegeben werden (sog. Kopplungsgruppen). Heute weiß man, das diese Kopplungsgruppen auf einem Chromosom liegen.

Meilensteine der Genetik

1859 - Charles Darwin veröffentlicht Die Entstehung der Arten
1865 - Gregor Mendel veröffentlicht sein Werk
1903 - Chromosomen werden als Träger der Erbinformation erkannt: Chromosomentheorie der Vererbung.
1910 - Chromosomen enthalten Gene
1913 - Thomas Hunt Morgan führt Kreuzungsversuche mit der Taufliege Drosophila melanogaster durch. Anhand der Versuchsergebnisse erstellt er Genkarten, aus denen hervorgeht, dass Chromosomen aus linear angeordneten Genen aufgebaut sind.
1927 - Physikalische Veränderungen in Genen werden als Mutationen bezeichnet
1928 - Frederick Griffith entdeckt, dass die Moleküle der Erbsubstanz zwischen Bakterien ausgetauscht werden können (siehe Griffiths Experiment, Plasmide)
1931 - Crossing over ist die Ursache für Rekombination
1944 - Oswald Theodore Avery, Colin McLeod und Maclyn McCarty isolieren DNA als genetisches Material
1945 - Gene kodieren Proteine (siehe auch Zentrales Dogma der Genetik)
1950 - Erwin Chargaff zeigt, dass die vier Nukleotide nicht in gleichen Anteilen in der DNA vorkommen
1952 - Das Hershey-Chase-Experiment zeigt, dass die genetische Information von Phagen (und anderer Organismen) in der DNA gespeichert ist
1953 - Die DNA-Struktur wird von James Watson und Francis Crick als Doppelhelix aufgeklärt
1958 - Nachweis der semikonservativen Replikation der DNA durch Meselson und Stahl
1961 - Der genetische Code ist in Dreiergruppen (Triplets), so genannten Codons, aufgebaut
1966 - Gurdon - Kerntransplantation bei Vielzellern->Genetische Informationen liegen im Zellkern

1969 - Jonathan Beckwith gelingt als erstem die Isolierung eines einzelnen Gens (aus E. coli); Entdeckug der Restriktionsenzyme durch Arber --> Einleitung des Zeitalters der Gentechnik

1977 - Frederic Sanger stellt seine Didesoxy-Kettenabbruch-Methode vor, die die DNA-Sequenzierung revolutioniert
1983 - Kary Mullis ersinnt während einer Autofahrt die Polymerase-Kettenreaktion (PCR)
1997 - Das erste eukaryotische Genom, das der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae, wird sequenziert
15. Februar 2001 - Im Rahmen des Humangenom-Projektes wird eine vorläufige Arbeitsversion des gesamten menschlichen Genoms vorgestellt
14. April 2003 - Die Humangenom-Referenzsequenz steht zum Download bereit

Siehe auch

DNA, RNA, Transkription (Biologie), Translation (Biologie), Transfektion, GMO, PCR, Ribosom, Molekularbiologie, Evolution, genetische Drift, Genmanipulation, genetischer Code, mRNA, Bioinformatik, Gentherapie, Mutation, Entwicklungsbiologie, Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese, PubMed, Epistase, reverse Genetik

außerbiologische Wortbedeutungen von genetisch: Genetischer Algorithmus, Genetische Verwandtschaft in der Linguistik, Genetischer Unterricht.

Weblinks

Literatur

Benjamin Lewin: (2002) Molekularbiologie der Gene. ISBN 3827413494 (englische Ausgabe: Genes. ISBN 0131439812)