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Präadaptation - Wie entstehen Mutationen?

synthetische Evolutionsbiologie: das moderne Konzept der Evolutionsbiologie / Was ist Präadaptation?

Weiterhin offen ist nun die Frage nach der Entstehung von Mutationen. Immer wenn DNA verdoppelt (repliziert) bzw. der Weg der Proteinsynthese beschritten wird (Transkription und Translation), besteht die Möglichkeit, dass spontan oder induziert (z.B. durch Strahlung, bestimmte Chemikalien) Fehler auftreten. Diese Änderungen des genetischen Materials bezeichnet man als Mutation. Entsprechend versteht man unter Genmutation einen Fehler im Gen, wie z.B. eine Punktmutation in der beta-Kette des Hämoglobins, die zu Hämoglobin S (Sichelzellanämie) führt.

Eine Genommutation hingegen kann sich bei der Verteilung von Chromosomen (Trisomie 21) abspielen.

Jede Mutationsform bewirkt letztlich eine Veränderung, einen Defekt oder das Fehlen von Genen. Dies kann spontan geschehen durch:

 

  • Fehler bei der Meiose (Bildung der Gameten) der Eltern
  • Fehler bei der DNA-Replikation (1:1.000 Basen)
  • Fehler im DNA-Reparaturmechanismus der Zelle
  • Umweltfaktoren wie elektromagnetische Strahlung (UV, Röntgen), radioaktive Strahlung (alpha-, beta-, gamma-Strahlung), Chemikalien und Temperatur

 

Solche mutationsauslösenden Faktoren heißen Mutagene. Mutationen sind wichtige Faktoren der Evolution, da sie das Genom von Organismen verändern. Vergleicht man beispielsweise die Aminosäuresequenz der beta-Kette des Hämoglobins bei verschiedenen Tieren, sind Unterschiede festzustellen. Je näher die Verwandtschaft der sich miteinander fortpflanzenden Individuen, desto ähnlicher ist die Sequenz. Bei allen Tieren erfüllt das Molekül zwar seine Funktion, doch entscheiden die jeweiligen gegebenen Umweltverhältnisse darüber, welche der spontanen Mutationen sich positiv oder negativ für den Merkmalsträger auswirkt (Selektion).

Merke

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Mutationen sind immer zufällige Ereignisse.

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Evolution

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