Biologie

Molekularbiologie

Genetik

Allgemeines

Die Genetik ist ein Aufgabengebiet der Biologie, welches sich mit der Weitergabe von Erbinformationen beschäftigt. Sie wird auch als Vererbungslehre bezeichnet, dieser Begriff findet jedoch kaum noch Verwendung. Genetik umfasst sowohl den Aufbau als auch die verschiedenen Funktionen der Gene. Dabei beschäftigt sich die Genetik mit dem Genom und den sich daraus ableitenden Arbeitsfeldern. Das menschliche Genom verteilt sich auf 46 Chromosomen und umfasst etwa 3 Milliarden Basenpaare, es beherbergt 50 000 bis 100 000 Gene. Die 3 Milliarden Basenpaare unseres Genoms bestehen jedoch nur zu etwa 20 bis 30% aus gencodierender DNA (sogemannten Exons) und zu 70 bis 80% aus übriger DNA (sogenannten Introns). Davon sind etwa 10% sogenannte House-keeping-Genes, die den Grundmetablismus regeln, 90% dienen dagegen nur der zellspezifischen Expression und werden je nach Zellart exprimiert oder inaktiviert.

Grundfragen der Genetik

Die Molekulargenetik beschäftigt sich mit der DNA (engl. Desoxyribonucleinacid) als Träger der genetischen Information. Angewandte Untersuchungsmethode: biochemisch-physikalische Methode

Die Cytogenetik untersucht Bau, Lokalisation und die Weitergabe genetischer Information Unteruschungsmethode: Mikroskopie

Die Formalgenetik oder Klassische Genetik beschäftigt sich mit der Gesetzmäßigkeit des Auftretens von Merkmalen Untersuchungsmethode: statistische Analyse von Kreuzungsexperimenten, von Stammbaum- und Zwillingsuntersuchungen

Bedeutung der Genetik

Gentechnik, genetische Manipulationen, Züchtung von neuen Tier- und Pflanzenrassen, Klonierung, Gentherapie, genetischer Fingerabdruck, Vaterschaftsnachweis, Krebsforschung, Biotechnologie, Schädigung des Erbgutes, Erbkrankheiten, Stammzellenforschung, Grundlagenforschung

Evolution

Brückentiere

Der Archaeopteryx

Der Archaeopteryx (Urvogel) wird oft als ein Brückentier zwischen Reptil und Vogel dargestellt. Archaeopteryx ist ein hochspezialisierter Theropode (= fleischfressende Raubsaurier) und zugleich ein urtümlicher Vogel. Die Zuordnung ist eine Frage der selbst gewählten Definition. Der bloße Besitz von Federn kann als typisches Vogelmerkmal gelten, oder auch die Fähigkeit des Fliegens. Um alle Frage beantworten zu können, vergleicht man das Skelett eines Archaeopteryx mit dem eines rezenten (heutigen) Vogels und eines rezenten Reptils. Reptilienmerkmale sind zum Beispiel im Skelettbau die offenen Rippen ohne Steifungsfortsätze, weiterhin der Kiefer mit Zähnen, die lange Schwanzwirbel-säule und die drei gegliederten Finger mit Krallen. Vogelmerkmale sind zum Beispiel der Vogelschädel und das Federkleid, die nach hinten gestellte Zehe, das Gabelbein und das Vogelbecken. Nach dem Fund des Archaeopteryx ist man zu der Erkenntnis gekommen, dass große Tiergruppen (hier Vögel und Reptilien) durch Zwischenformen und Zwischenarten verbunden sind.

Archaeopteryx besitzt Merkmale beider Klassen; man bezeichnet ihn als Mosaik-Form oder auch als Brückentier. Er lässt die stammesgeschichtliche Entwicklung der Vögel aus den Reptilien erkennen. Es wird vermutet, dass der Archaeopteryx ein Gleitflieger war, der sich nicht durch Flügelschläge vom Boden erheben konnte, sondern mit Hilfe seiner Krallen hohe Bäume hinauf klettern musste. Diese Vermutung wird durch das Fehlen eines knöchernen Brustbeines als Ansatz für Flugmuskeln unterstützt. Man fand das erste der bisher gefundenen Archaeopteryxfossilien 1861 in den Plattenkalken bei Solnhofen.