Information Technology Reference
In-Depth Information
schwanken (zwischen 2 und einigen Hundert). Die diploiden menschlichen Körperzellen
haben z. B. 46 Chromosomen. Die Anzahl der Chromosomen sagt jedoch nichts über die
Entwicklungsstufe eines Lebewesens aus. So gibt es einfache Pflanzentypen, die wesent-
lich mehr Chromosomen aufweisen als der Mensch: Farne haben beispielsweise ca. 500
Chromosomen. Ist die arttypische Chromosomenzahl pro Zelle verändert, so wirkt sich
dies auf die Ausbildung der individuellen Merkmale aus. Gelegentlich kommt es zu einer
Vervielfachung des Chromosomensatzes durch Verschmelzung zweier diploider Kerne
oder durch das Ausbleiben der Kernteilung in bestimmten Phasen der Zellteilung. Wäh-
rend der Mitose und Meiose können die Chromosomen auch fehlerhaft auf die Tochterzel-
len verteilt werden. Es entstehen dann Zellen, die zuviele oder zuwenige Chromosomen
eines Typs haben. Die Auswirkungen solcher Chromosomenverschiebungen sind umso
gravierender, je früher sie in der Entwicklung der Lebewesen auftreten.
Die Vermehrung und das Wachstum von Lebewesen beruht auf dem Vorgang der
Zell-
teilung
, wodurch das Erbgut über die Chromosomen auf die entstehenden Tochterzellen
verteilt wird. Dabei erhalten alle Tochterzellen im Normalfall die vollständigen Erbinfor-
mationen. Man unterscheidet zwei Arten von Zellteilungen: die Mitose und die Meisoe.
Die Entwicklung der vielzelligen Organismen aus einer einzigen befruchteten Eizelle
(Zygote), das Regenerationswachstum bei Verletzungen oder Verlust von Teilen von Or-
ganen und die bei Pflanzen und niederen Tieren häufig auftretende ungeschlechtliche
Fortpflanzung beruht auf der Mitose. Die
Mitose
ist eine erbgleiche Zell- und Kernteilung.
Falls der Prozess der Mitose störungsfrei verläuft, haben die Tochterzellen identisches
Erbgut mit der Ausgangszelle. Vor der eigentlichen Zellteilung muss zunächst die Erb-
information verdoppelt werden, da die Information auf die entstehenden Tochterzellen
verteilt werden muss. Die Verdopplung der Chromosomen geht damit der Mitose voraus.
Ermöglicht wird sie durch die DNS-Replikation, also einer identischen Duplizierung der
DNS. Die DNS-Replikation kann man sich wie folgt vorstellen: die Wasserstoffbrücken,
die die beiden Nukleotidstränge der DNS-Helix (Strickleiter) verbinden, brechen auf. Die
DNS reißt praktisch auseinander wie ein Reißverschluß beim Öffnen. Aus den beiden der-
art getrennten Einzelsträngen werden dann durch einen komplizierten chemischen Prozess
(unter Verwendung gewisser Enzyme, den DNS-Polymerasen) wieder identische Doppel-
stränge erzeugt. Das Ergebnis einer ungestörten Mitose einer Zelle sind folglich zwei
Tochterzellen mit identischen Chromosomen.
Die
Meiose
ist für das Verständnis der Evolution wichtiger als die ungeschlechtlichen
Zellteilungsprozesse der Mitose. Während der Meiose werden nämlich die Chromoso-
men durch das sogenannte crossing-over miteinander rekombiniert und dann zufällig auf
die einzelnen Keimzellen verteilt. Die Meiose ist damit verantwortlich für die Mischung
des Erbgutes. Ein weiterer Zweck der Meiose ist die Reduzierung der Chromosomen auf
einen einfachen Chromosomensatz. Würde diese Reduktion nicht erfolgen, würde sich die
Chromosmenzahl bei jeder sexuellen Fortpflanzung verdoppeln und damit im Laufe der
Generation unermesslich groß werden. Alle Körperzellen und die befruchteten Eizellen
besitzen nämlich einen doppelten Chromosomensatz, sie sind diploid. Die aus einer Mei-
soe hervorgehenden Gameten (Geschlechtszellen) hingegen besitzen nur einen einfachen
