Allel
Ein Allel ist eine Variante eines Gens, welche die Ausprägung eines Merkmals steuert. Hier und im Video erklären wir dir, was ein Allel ist, wie die Definition von Allel lautet und welche Rolle Allele in der Vererbungslehre spielen.
Inhaltsübersicht
Was ist ein Allel?
Ein Allel (griech: allos für „andere“) ist eine Genvariante, welche die Ausprägung eines Merkmals bestimmt. Das Merkmal kann zum Beispiel deine Augenfarbe oder Haarfarbe sein. Ein Allel sorgt beispielsweise für eine braune Haarfarbe, ein anderes Allel für eine blonde Haarfarbe. Sie haben also Auswirkungen auf unser äußeres Erscheinungsbild – den Phänotyp. Allele befinden sich jeweils an einer bestimmten Stelle auf einem Chromosom. Das bezeichnest du als Genlocus oder Genort.
Kommen mehrere Varianten für ein Gen innerhalb einer Population vor, nennst du das Polymorphismus (poly für „viele“; morphe für „Gestalt“) oder multiple Allelie. Ein Beispiel hierfür ist unser Blutgruppensystem (ABO).
Eine Definition für Allel lautet wie folgt:
Ein Allel (pl. Allele ; engl. allele/ alleles) ist eine Zustandsform / Variante eines Gens an einem bestimmten Genlocus eines Chromosoms.
Allel Gen
Unter einem Gen verstehst du – vereinfacht ausgedrückt – einen Abschnitt auf dem Erbgut (DNA) eines Lebewesens. Dieser Abschnitt enthält meist einen Bauplan für ein bestimmtes Protein (z.B. Enzym ). Anhand der Bauanleitung können deine Zellen über den Weg der Proteinbiosynthese dann das jeweilige Protein herstellen. Das kann zum Beispiel ein Farbstoff sein, der deine Augenfarbe bestimmt.
Wenn du mehr zum Aufbau eukaryotischer und prokaryotischer Gene und ihrer Bedeutung lernen möchtest, schau dir jetzt unser Video dazu an!
Jetzt fragst du dich vielleicht, weshalb dann nicht alle Menschen dieselbe Augenfarbe besitzen? Dafür sind die Allele, also die Zustandsformen eines Gens verantwortlich. Ein Allel sorgt beispielsweise für eine blaue Augenfarbe, ein anderes Allel für eine braune Augenfarbe. Beide Allele produzieren aber ein bestimmtes Produkt. Das ist unserem Beispiel ein Farbstoff, der die Augenfarbe bestimmt.
Wir Menschen und alle anderen Organismen mit zwei Chromosomensätzen (=diploider Chromosomensatz) besitzen von jedem Gen zwei Allele. Ein Allel stammt von deinem Vater und eines von deiner Mutter. Jedes unserer Merkmale wird also von je zwei Allelen bestimmt. Sie befinden sich jeweils an den gleichen Stellen (Genorten) der homologen Chromosomen. Die Kombination aus beiden Allelen bezeichnest du auch als (partiellen) Genotyp; das dadurch ausgeprägte Merkmal als (partiellen) Phänotyp. In unserem Fall setzt sich das Allel für die braune Augenfarbe durch und bestimmt den Phänotyp.
Allele und Mutationen
Allele entstehen vor allem durch Mutationen . Mutationen sorgen dafür, dass sich die Erbinformation – genauer gesagt die DNA Sequenz – eines Gens ändert. Die veränderten Gene können dann veränderte Genprodukte hervorbringen. In unserem Fall sind das dann Farbstoffe, die einmal für eine blaue und einmal für eine braune Augenfarbe sorgen. In der Genetik bezeichnest du ein Allel eines Gens, das ist der Natur mit der größten Häufigkeit vorkommt, auch als Wildtyp Allel.
Allele und Vererbung
Mit der Weitergabe der Allele bei der Fortpflanzung hat sich auch bereits Gregor Mendel befasst und Gesetzmäßigkeiten entwickelt – die sogenannten Mendelschen Regeln. Wenn du die einzelnen Regeln mit Beispielen nachvollziehen möchtest, dann schaue dir jetzt unser Video zu den Mendelschen Regeln an!
Stimmen bei einem Lebewesen beide Allele überein, bezeichnest du das als homozygot oder reinerbig. Das bedeutet also, dass beide Allele für die Ausprägung des gleichen Merkmals sorgen. Beide Allele sorgen beispielsweise für eine braune Augenfarbe oder eine weiße Blütenfarbe.
Sind in einem Lebewesen beide Allele eines Gens hingegen unterschiedlich, dann nennst du das heterozygot oder mischerbig. Hier unterscheidest du unterschiedliche Möglichkeiten, wie sich die Allelkombination auf den Phänotyp auswirken kann. Ein Allel kann entweder dominant oder rezessiv sein. Außerdem können beide Allele auch intermediär oder kodominant wirken. Die Fälle schauen wir uns jetzt etwas genauer an. Beachte aber, dass es in der Natur auch Abweichungen von diesen „Idealfällen“ gibt.
Dominant / Rezessiv
Setzt sich bei heterozygoten Lebewesen ein Allel gegen ein anderes im Phänotyp durch, dann ist ein Allel das dominante Allel (lat. dominare = beherschen) und das andere das rezessive Allel (lat. recedere = zurückweichen). Es handelt sich hier um einen dominant rezessiven Erbgang.
Schauen wir uns dazu am Besten ein Beispiel an: Das Merkmal „Samenfarbe“ von Erbsenpflanzen wird durch ein Gen bestimmt, das in zwei Varianten / Allelen vorkommt. Das Allel für die gelbe Samenfarbe verhält sich dominant, das für die grüne Samenfarbe hingegen rezessiv. Das kennzeichnest du durch Groß- und Kleinschreibung: Das dominante Allel wird mit einem Großbuchstaben beschreiben (in unserem Fall G (Gelb)) und das rezessive Allel mit einem Kleinbuchstaben (in unserem Fall g (grün)).
Bei einer Kreuzung von homozygoten gelben Erbsensamen mit homozygoten grünen Erbsensamen, entstehen also zunächst nur gelbe Erbsen. Die entstehenden gelben Erbsen besitzen dann die Allelkombinationen / Genotypen (Gg)
Intermediär / unvollständige Dominanz
Manchmal ist allerdings die Dominanz eines Alleles nicht eindeutig. Es handelt sich dann um eine unvollständige Dominanz. Das bedeutet, dass bei heterozygoten Lebewesen keines der beiden Allele dominant ist. Der heterozygote Phänotyp ist quasi eine Zwischenform aus den beiden homozygoten Phänotypen. Das bezeichnest du auch als intermediären Phänotyp.
Das lässt sich am besten an einem Beispiel veranschaulichen: Ein reinerbiges rotes Löwenmäulchen (Blume) wird mit einem reinerbigen weißen Löwenmäulchen gekreuzt. Dabei entstehen Löwenmäulchen mit rosa Blüten – also quasi eine „Mischform“ aus rot und weiß. Hier schreibst du beide Allele in Kleinbuchstaben: also r (rot) und w (weiß).
Kodominanz
Eine weitere Möglichkeit der Ausprägung zweier Allele in einem heterozygoten Lebewesen ist die sogenannte Kodominanz/Codominanz. Das bedeutet, dass quasi beide Allele dominant sind (=kodominant) und gleichzeitig und gleich stark im Phänotyp ausgeprägt werden.
Achtung! Du solltest die Codominanz auf keinen Fall mit dem intermediären Phänotyp verwechseln. Im intermediären Phänotyp liegt nämlich eine Mittelung aus beiden Phänotypen vor.
Kodominanz kommt zum Beispiel bei unserem Blutgruppensystem AB0 vor. Hier kommen vereinfacht gesagt drei Allele eines Gens vor (für Blutgruppe A, für Blutgruppe B und für Blutgruppe 0). Die Allele für Blutgruppe A und für Blutgruppe B sorgen jeweils für die Bildung von speziellen Eiweißstrukturen (Antigenen) auf der Membran von roten Blutkörperchen. Ein Mensch, der eine Erbanlage für die Blutgruppe A und B hat, besitzt auch die Antigene A und B. Du siehst also, dass beide Allele dominant sind und gleichzeitig ausgeprägt werden. Um die Blutgruppenvererbung im Detail nachzuvollziehen, schau dir jetzt unser Video dazu an!
