1. Mendelsche Regel (Uniformitätsregel)
Wie die 1. Mendelsche Regel (Uniformitätsregel) lautet und wie sie funktioniert, zeigen wir dir in diesem Beitrag und in unserem Video !
Inhaltsübersicht
1. Mendelsche Regel einfach erklärt
Die 1. Mendelsche Regel (Uniformitätsregel) beschreibt die Vererbung von Merkmalen an die erste Nachfolgegeneration. Sie ist eine von drei Mendelschen Regeln in der Genetik.
Der Mönch Gregor Mendel führte anhand von Erbsenpflanzen verschiedene Kreuzungsexperimente durch. Er wollte so die Vererbung von Merkmalen an die jeweiligen Nachkommen untersuchen.
Mendel kreuzte dabei zum Beispiel Erbsenpflanzen mit grünen Samen und Erbsenpflanzen mit gelben Samen miteinander. Daraufhin beobachtete er, dass alle Nachkommen der Erbsenpflanzen gelbe Samen besaßen. Sie waren also alle gleich, du sagst auch „uniform”.
Nach weiteren Experimenten zur Vererbung formulierte er die 1. Mendelsche Regel (früher auch 1. Mendelsches Gesetz):
Wenn man zwei Lebewesen einer Art kreuzt, die reinerbig, also homozygot, sind, sich aber in einem Merkmal unterscheiden, sind die Nachkommen der F1-Generation (1. Tochtergeneration) in diesem Merkmal alle gleich (uniform).
Merke: Die Ausgangsgeneration bezeichnest du als Elterngeneration oder Parentalgeneration (P). Im Gegensatz dazu heißt die 1. Generation der Nachkommen 1. Tochtergeneration oder Filialgeneration 1 (F1).
1. Mendelsche Regel Grundbegriffe
Die folgenden Grundbegriffe aus der Genetik sind für das Verständnis der Mendelschen Regeln wichtig:
- Gen : Ein Gen ist ein bestimmter Abschnitt auf einem Chromosom. Es ist für die Ausprägung eines Merkmals — wie die Samenfarbe oder Blütenfarbe — verantwortlich.
- Allel : Menschen, viele Tiere und Pflanzen besitzen jedes Gen in doppelter Ausführung. Die zwei „Genkopien“ bezeichnest du als Allele. Ein Allel ist zum Beispiel für die Ausprägung gelber Samen und ein anderes für die Ausprägung grüner Samen zuständig.
- Genotyp / Phänotyp : In der klassischen Genetik ist der Genotyp die genetische Ausstattung eines Individuums, also die Kombination aus zwei Erbanlagen. Die äußerliche Erscheinungsform eines Merkmals bei einem Lebewesen, wie zum Beispiel die Haarfarbe, ist der Phänotyp.
- Homozygot / heterozygot : Stimmen beide Erbanlagen (Allele) für ein Merkmal überein, bezeichnest du den Genotyp als homozygot (reinerbig). Sind die beiden Erbanlagen hingegen verschieden, handelt es sich um einen heterozygoten (mischerbigen) Genotyp.
Achtung: Die 1. Mendelsche Regel gilt nur für diploide Lebewesen, also „höhere” Organismen wie Menschen, viele Tiere und Pflanzen. Solche Lebewesen weisen einen doppelten Chromosomensatz pro Körperzelle auf. Ihre Keimzellen wiederum sind haploid, besitzen also nur einen einfachen Chromosomensatz.
1. Mendelsche Regel dominant rezessiver Erbgang
Schauen wir uns nun die 1. Mendelsche Regel bei einem dominant-rezessiven Erbgang an. Hier besitzen die Nachkommen den gleichen Phänotyp wie eines der beiden Elternteile.
Von den beiden Allelen, die ein Merkmal bestimmen, setzt sich in diesem Erbgang nur eines durch. Nur dieses Allel sorgt für eine Merkmalsausprägung im Phänotyp. Du bezeichnest es als das dominante Allel (lat. dominare = beherrschen). Das andere Allel gilt dahingegen als das rezessive Allel (lat. recedere = zurückweichen).
Merke: In der Vererbungslehre schreibst du dominante Allele im Genotyp groß. Rezessive Allele sind dagegen an einem Kleinbuchstaben erkennbar.
Beispiel 1. Mendelsche Regel
Betrachten wir die erste Mendelsche Regel beim dominant-rezessiven Erbgang an Mendels Beispiel der Erbsenpflanzen:
Wir kreuzen jeweils reinerbige Erbsenpflanzen, die aus grünen Erbsensamen entstanden sind, mit reinerbigen Erbsenpflanzen, die aus gelben Erbsensamen entstanden sind. Hier wird nur ein Merkmal, die Farbe, betrachtet. Deshalb sprichst du von einer sogenannten monohybriden Kreuzung .
Das Allel für die gelben Erbsensamen ist das dominante Allel. Wir kürzen es mit einem groß geschriebenen G (gelb) ab. Das rezessive Allel für die grünen Erbsensamen kürzen wir mit einem klein geschriebenen g (grün) ab. Da beide Elternpflanzen jeweils reinerbig sind, besitzen sie einheitliche Erbanlagen:
Die gelben Erbsensamen haben den Genotyp: GG
Die grünen Erbsensamen haben den Genotyp: gg
Kreuzungsquadrat
Laut der 1. Mendelschen Regel sind alle Nachkommen der 1. Tochtergeneration uniform. In unserem Fall gehen aus der Kreuzung zum Beispiel nur Samen mit gelbem Phänotyp hervor.
Um den Genotyp der F1-Generation herauszufinden, ist ein sogenanntes Kreuzungsquadrat, oder auch Kreuzungsschema, Kombinationsquadrat beziehungsweise Punnet Quadrat, sehr nützlich. Mit ihm stellst du einen Erbgang graphisch dar.
Hierfür trägst du die Gene der Keimzellen des einen Elternteils waagrecht und des anderen senkrecht auf. Daraufhin kombinierst du die jeweiligen Erbanlagen miteinander und trägst sie in die freien Felder ein. So erhältst du den Genotyp der Nachkommen.
| Keimzellen | G | G |
| g | Gg | Gg |
| g | Gg | Gg |
Der Genotyp der F1-Generation lautet hier also immer: Gg.
Es besitzen also alle Nachkommen dieselben Erbanlagen (Gg) und dieselben Merkmale (gelbe Samenfarbe). Sie sind gemäß der 1. Mendelschen Regel uniform.
Übrigens: Die F1-Generation ist einheitlich gelb, weil sich das dominante Allel für die gelbe Samenfarbe gegen das rezessive Allel für die grüne Samenfarbe im Phänotyp durchsetzt.
Die Genotypen und Phänotypen der Eltern (Parentalgeneration) und der 1. Nachkommen (Filialgeneration) sehen wie folgt aus:
| Phänotypen der Parentalgeneration: | gelbe Samen | grüne Samen |
| Genotypen der Parentalgeneration: | GG | gg |
| Genotyp der F1-Generation: | Gg | |
| Phänotyp der F1-Generation: | gelb |
Schon gewusst? Mendel führte auch immer Rückkreuzungen, sogenannte „reziproke Kreuzungen”, durch, um seine Hypothesen zu überprüfen. Dabei wird das zu untersuchende Individuum mit einem reinerbig rezessiven Exemplar derselben Art gekreuzt. Anhand der Nachkommen lässt sich feststellen, ob das Individuum bezogen auf eine dominante Merkmalsform homo– oder heterozygot ist.
1. Mendelsche Regel intermediärer Erbgang
Anders als beim dominant-rezessiven Erbgang, setzt sich beim intermediären Erbgang nicht immer ein Allel durch. Hier ist die Dominanz bestimmter Allele nämlich nicht eindeutig (unvollständige Dominanz). Weil sich keines der beiden Elternallele durchsetzt, besitzen die Nachkommen in der F1-Generation im Phänotyp eine „Mischform” aus beiden Merkmalen der Eltern.
Auch bei der Vererbung im intermediären Erbgang gelten die Mendelschen Regeln. Sehen wir uns dazu ein weiteres Beispiel an.
Beispiel intermediärer Erbgang
Ein reinerbiges rotes Löwenmäulchen (Blume) wird mit einem reinerbigen weißen Löwenmäulchen gekreuzt. Dabei entstehen in der F1-Generation Löwenmäulchen mit rosa Blüten – eine „Mischform“ aus rot und weiß. Nach der Uniformitätsregel gleichen sich also die Nachkommen in Phänotyp (rosa) und Genotyp (rw).
Weil hier beide Allele rezessiv sind, schreibst du sie in Kleinbuchstaben, also: r (rot) und w (weiß).
Weitere Mendelsche Regeln
Die 1. Mendelsche Regel ist aber nicht die einzige Orientierung bei der Vererbung. Es gibt noch zwei weitere Regeln, die von Gregor Mendel aufgestellt worden sind. Dort erklären wir dir alles Weitere, was du zur Vererbung wissen musst, also schau rein!
