Ohne Wissen über den Zellzyklus, Chromosomen oder den Prozess der Meiose hat der Augustinermönch Johann Gregor Mendel im 19. Jahrhundert anhand von Untersuchungen an Erbsenpflanzen in unzähligen Kreuzungsexperimente auffällige Muster in der Vererbung von Merkmalen entdeckt und Regeln der Vererbung formuliert die bis heute in der Biologie von Bedeutung sind.
Allele und Eigenschaften in den gezeigten Beispielen
- A - Blütenfarbe
Der Buchstabe A (gross A) bildet das dominante Allel für rote Blüten, während der Buchstabe a (klein a) das rezessive Allel für weisse Blüten darstellt.
- B - Erbsenfarbe
Der Buchstabe B (gross B) bildet das dominante Allel für gelbe Erbsen, während der Buchstabe b (klein b) das rezessive Allel für grüne Erbsen darstellt.
- C- Erbsenform
Der Buchstabe C (gross C) bildet das dominante Allel für runde Erbsen, während der Buchstabe c (klein c) das rezessive Allel für schrumpelige Erbsen darstellt.
Uniformitätsregel
Bei der Uniformitätsregel wird von einer Kreuzung zwischen zwei homozygot unterschiedlichen Individuen (AA und aa) der Parentalgeneration (P) ausgegangen. Da hierbei pro Elternteil nur ein Typ von Keimzelle gebildet werden kann werden alle Nachkommen den heterozygoten Genotyp Aa- und somit einen uniformen Phänotyp besitzen.
Spaltungsregel
Die Spaltungsregel bildet die Fortsetzung der Uniformitätsregel. Werden nun zwei heterozygote Individuen der F1-Generation gekreuzt werden, so kann jeweils entweder eine Keimzelle mit A oder eine Keimzelle mit a gebildet werden. Die Tabelle im Tafelbild zeigt dir alle möglichen Genotyp-Kombinationen die aus diesen Keimzellen in der F2-Genertation hervorgehen können. Dabei wird sichtbar, dass sich die Phänotypen der entstehenden Individuen im Verhältnis von 3:1 aufspalten.
Unabhängigkeitsregel
In der Unabhängigkeitsregel wird von einer Kreuzung zweier homozygoter Individuen mit zwei unterschiedlichen Merkmalen (BBCC und bbcc) in der Parentalgeneration ausgegangen. Entsprechend zur Uniformitätsregel tritt auch hier in der F1-Generation ein uniformheterozygoter Phänotyp und Genotyp auf. Da es hier jedoch um zwei Merkmale handelt gibt es bei einer Weiterkreuzung der F1-Individuen insgesamt 4 Keimzellen die gebildet werden können (BC, Bc, bC, bc).
Infolgedessen resultiert auch eine grössere Anzahl der möglichen Genotypen in der F2-Generation, welche in der Tabelle dargestellt wird.
Die resultierenden Phänotypen spalten sich in einem Verhältnis von 9:3:3:1 auf, was zeigt, dass die beiden Merkmale unabhängig voneinander vererbt werden.
Merkmale werden jedoch nur dann unabhängig voneinander vererbt, wenn sie auf unterschiedlichen Chromosomen liegen oder im Zuge eines Crossingovers während der Meiose. Alle Informationen dazu findest du im Tafelbild zur Zellteilung.
Quellen:
Introduction to genetic Analysis 9th Edition, Griffiths et al., 2008, Freeman Verlag