Genetik und Entwicklungsbiologie

Genetik und Entwicklungsbiologie

Die Genetik ist die Vererbungslehre und beschäftigt sich mit den Mechanismen, nach denen die Erbinformationen an die nächste Generation weitergeben werden. Sie beschäftigt sich aber auch damit, wie die Erbinformationen bei der Zellteilung innerhalb von Organismen auf die neu entstandenen Zellen verteilt werden, dies ist die Zytogenetik. Teil der Zytogenetik ist auch die Meiose, also die Zellteilung der Keimzellen. Werden diese befruchtet, beginnt das Wachstum eines neuen Organismus. Ab diesem Zeitpunkt interessiert sich die Entwicklungsbiologie, wie diese Vorgänge ablaufen und vor allen Dingen, wie sie gesteuert werden. Das Fachgebiet der Entwicklungsbiologie reicht von der Fortpflanzung bis hin zur Regulation von Zellwachstum in ausgewachsenen Organismen. Die Genetik und die Entwicklungsbiologie haben eine Gemeinsamkeit. Mechanismen der Vererbung und auch des Wachstums werden von der DNS gesteuert.

Die DNS

DNS steht für Desoxyribonukleinsäure. Dieses Molekül liegt in großen Mengen in unseren Zellkernen vor. Würde man das ganze menschliche Genom, also die Gesamtheit der Erbinformationen, aus nur einer Zelle als eine Kette aneinanderlegen, wäre diese Kette ca. 2 m lang. Diese Kette liegt stark eingerollt und eingepackt in jedem Zellkern vor. Die DNS ist ein langkettiges Molekül aus einem Zucker-Phosphat Rückgrat und vier verschiedenen Nukleinsäurebasen. Sie ist doppelsträngig und beide Stränge bilden zusammen die Helix-Struktur, welche du oben im Bild siehst. Durch diese Anordnungen werden die 4 Basen miteinander gepaart. Allerdings verbinden sich immer nur die Basen Adenin und Thymin, oder Guanin und Cytosin miteinander. Die Reihenfolge der Basen ergibt den genetischen Code, welcher aus drei Basen langen Codons besteht. Entdeckt haben den Aufbau der DNS übrigens zwei Forscher namens Watson und Crick im Jahr 1953.

Veränderungen der Erbguts

Die DNS und ihr Aufbau ist als Träger der Erbinformation die Grundlage für die Vererbung und die Entwicklung von Lebewesen. Unterschiede zwischen Menschen, Tieren und anderen Lebewesen gehen auf Unterschiede in der DNS zurück. Doch wie verändert sich die DNS? Nach der Befruchtung in der geschlechtlichen Fortpflanzung wird das Erbgut von Mutter und Vater miteinander kombiniert. Diesen Vorgang nennt man Rekombination und er ist zum großen Teil dafür verantwortlich, dass sich die meisten Lebewesen unterscheiden. Allerdings kann sich auch im Laufe des Lebens das Erbgut verändern. Solche Veränderung nennt man Mutationen und sie treten zufällig auf. Die Wahrscheinlichkeit für Mutationen des Erbguts steigt allerdings, wenn Lebewesen starker Strahlung oder bestimmten Stoffen, die Mutationen hervorrufen, ausgesetzt sind. Nicht zuletzt können wir Menschen mittlerweile gezielt in das Erbgut eingreifen. Möglich ist das durch Methoden, die in der Gentechnik entwickelt wurden.