Genetik Nomenklatur

Man spricht von Kodominanz, wenn die beiden unterschiedlichen Allele eines einzigen Gens (also sowohl das mütterliche als auch das väterliche) im heterozygoten Zustand gleich stark auf den Phänotyp einwirken. Der Phänotyp entsteht dabei nicht als homogene Mischform der beiden Merkmale, wie beim intermediären Erbgang, sondern die Genprodukte beider Allele sind voll exprimiert und die zugehörigen Merkmale werden unabhängig voneinander ausgeprägt.

Existieren in einer Population mehr als zwei Allele für ein bestimmtes Gen bzw. einen bestimmten Genort, so spricht man von multipler Allelie.

Als Letalfaktor oder Letalfehler bezeichnet man ein Allel eines Genes, das in homozygoter Form tödlich wirkt, bevor das betroffene Individuum geschlechtsreif ist.

Epistasie liegt dann vor, wenn die Effekte verschiedener Loci abhängig voneinander sind. Hierbei ist das Phänotypverhältnis der F2-Generation 9:3:4

Komplementation liegt vor, wenn ein fehlerhaftes oder mutiertes Allel eines Chromosomensatzes (parental oder maternell) durch den intakten Gegenpart des anderen Chromosomensatzes ersetzt wird. Funktioniert nur bei rezessiven Allelen. 

Auch extrachromosomale Vererbung genannt. Beschreibt die Vererbung von Eigenschaften einer DNA, welche nicht im Zellkern, sondern im Cytoplasma vorliegt. Dies beinhaltet die mitochondriale und chloroplastische DNA. In der Regel werden so mütterliche Merkmale weitergegeben, da das Spermium (praktisch) keinen Anteil an Cytoplasma der embryonalen Zygote besteuert. 

Geschlechtlich bedingte Affinität bezüglich gewisser Allele und ihrer Phänotypen. Dies bedeutet nicht, dass das andere Geschlecht diese Allele nicht besitzt, jedoch, dass sie beim anderen Geschlecht nicht gleich stark und häufig ausgeprägt ist. Beispiel hier ist die "male pattern baldness". 

Kopplung besteht, wenn sich zwei Gene miteinander vererben und dabei die dritte Mendel'sche Regel (Unabhängigkeitsregel) ausser Acht lassen. Erklärt wird es damit, dass die Anzahl codierender Gene (ca. 25'000) die Anzahl der homologen Chromosomenpaare (23) bei weitem übersteigt. Deshalb muss eine Vielzahl an Genen auf einem gemeinsamen Chromosom untergebracht werden. Gene auf unterschiedlichen Chromosomen sind immer entkoppelt und vererben sich deshalb auch entsprechend der Unabhängigkeitsregel.

Die RF beschreibt die Wahrscheinlichkeit, mit welcher rekombinante Genotypen aus einer Kreuzung hervorgehen. Gleichzeitig ist sie (mal 100 gerechnet) die Anzahl centi-Morgan welche zwischen den betrachteten Genen besteht (ungefähr). Dies liegt daran, dass ungekoppelte Gene, umso wahrscheinlicher durch ein Crossing-Over beeinflusst sind, je weiter sie auseinander liegen. 

Es ist zu bemerken, dass die RF bei einer Kreuzung mit gekoppelten Genen und ohne Crossing-Over immer Parental>Rekombinant verhält, während sie bei einer Kreuzung mit nicht-gekoppelten Genen immer Parental:Rekombinant verhält. 

Wird benutzt um herauszufinden, ob 3 Gene gekoppelt sind und, falls dies der Fall ist, in welcher Reihenfolge und Distanz sie auf dem Chromosom liegen.

HIerbei werden die weiblichen Gameten (Anzahl Gameten 2^x wobei x die Anzahl der Gene darstellt (hier 3) der Gesamtzahl Nachkommen gegenüber gestellt.

Vergleicht man nun den prozentualen Anteil der parentalen Gameten mit dem der rekombinanten Gameten, lässt sich erkennen, ob Kopplung vorliegt oder nicht (P:R Verhältnis = keine Kopplung, P>R Verhältnis = Kopplung). 

Zwei dieser Gameten stellen den parentalen Phänotyp dar, vier den parentalen Phänotyp mit einem Crossing-Over und zwei den parentalen Phänotyp mit einem Doppel-CO. 

Dies lässt sich daran erkennen, dass die parentalen Gameten den grössten Anteil an den Nachkommen haben, die einfach-COs den zweitgrössten und die doppel-COs den drittgrössten.

Werden nun die rekombinanten Allele mit den Parentalen verglichen, kann erkannt werden, zwischen welchen Loci ein CO stattgefunden hat. 

Da die Wahrscheinlichkeit von Doppel-Crossovers für kurze Abstände auf dem Chromosom sehr gering ist, kann sie vernachlässigt werden. Bei grösseren Abständen muss jedoch mit mehrfachen COs zwischen zwei Loci gerechnet werden, wofür eine Kartierungsfunktion benötigt wird. Die Verteilung von Crossover-Ereignissen kann mithilfe der Poissonverteilung beschrieben werden, welche die Frequenz von Stichproben-Klassen mit 0,1,2,3,...,i Ereignissen beschreibt, wenn die durchschnittliche Anzahl der Ereignisse pro Stichprobe (im Verhältnis zur Gesamtzahl der Ereignisse, sehr klein ist. 

So fängt ein Kind mit Fischernetz meistens keinen Fisch, manchmal einen Fisch, seltener zwei Fische, usw. 

Die Poissonverteilung kann die Verteilung der CO-Ereignisse entlag eines Chromosoms in der Meiose beschreiben. Hierbei würden für jeden beliebigen Chromosomenabschnitt Meiosen mit 0,1,2,3,4,5 oder mehr CO-Ereignissen erwartet. Nun ist aber hier (nicht allgemein) die einzig relevante Klasse die 0-Klasse, da jede andere Anzahl von CO-Ereignissen durchschnittlich 50% nachweisbare, rekombinante Chromatiden ergibt (innerhalb dieser Meiosen). Entscheidend ist also Grösse der 0-Klasse im vergleich zu allen anderen Klassen. 

Die Frequenz der 0-Klasse : (i=0): (e^-m * m^0)/0!=e^-m

So ist die Frequenz aller Klassen mit nicht-null CO-Ereignissen: 1-e^-m und da in den Meiosen dieser Klasse 50% der Produkte rekombinant sein werden:

Rekombinationsfrequenz = 1/2(1-e^-m)

Dies stellt die Kartierungsfunktion nach Haldane dar wobei Y-Achse = beobachtete RF (%) und X = durchschnittliche Anzahl CO pro Meiose

Da der Mensch zu wenig geeignete Stammbäume besitzt, um eine mögliche Kopplung von Genen zu testen und ausserdem zuweinge Nachkommen produziert um den genauen Genabstand zu ermitteln, ist ein statistischer Test nötig, welcher LOD score methode genannt wird. 

Hierbei ist der Vorteil, dass Logarithmien den Exponenten entsprechen, was die LOD-Scoren von mehreren Familien addierbar macht (Multiplikationsregel).

Der LOD-Score berechnet sich wie folgt: 

LOD = log((Wahrscheinlichkeit dieser Geburtensequenz wenn die beiden Gene mit bestimmer RF gekoppelt sind)/(Wahrscheinlichkeit dieser Geburtensequenz, wenn die beiden Gene nicht gekoppelt sind (RF=0.5))

LOD-Score >3.0 Evidenz für Kopplung 

LOD-Score <2.0 Evidenz, dass Gene nicht gekoppelt sind. 

Diese LOD-Scores werden für verschiedene RF bestimmt, bei einer davon sind sie maximal. 

Für solche Berechnungen können jedoch nur informative Meiosen verwendet werden!

Griechisch poly = viel und morphe = Gestalt/Form

Natürliche vorkommende Unterschiede. 

Polymorphismen in der Nukleotidsequenz der DNA (auch ausserhalb der Gene) welche zwischen einzelnen Individuen vorkommen, werden als molekulare Marker verwendet.

Variable Number of Tandem Repeat

Steht für einen Polymorphismus in welchem eine Basenpaar-Sequenz variabel lang wiederholt wird. 

Wird unterschieden in Minisatelliten: Allele: variable Anzahl von  Sequenzen bestehend aus 15bp - 100 bp

Mikrosatelliten: Allele: STRs (short tandem repeats) oder SSRs (simple sequence repeats) genannt: repetitives Motiv besteht aus 2 bp - 6 bp langen Sequenzen. 

Single nucleotide polymorphisms

Variantionen in der DNA, wenn ein einzelnes Nukleotid (ATCG) in der Genomsequenz verändert wurde. Wird wie auch die VNTRs als genetischer Marker verwendet. 

Normale Chromosomenausstattung bei Tieren und Pflanzen 

Ein Vielfaches des vollständigen haploiden (n) Chromosomensatzes (meist ist damit der diploide (2n) Chromosomensatz gemeint

Numerische Veränderung ganzer Chromosomensätze (z. B. Triploidie = 3n, Tetraploidie = 4n)

Numerische Veränderung einzelner Chromosomen (z. B. Trisomie = 2n+1, Tetrasomie = 2n+2, etc.)

Vervielfachung desselben Genoms

Vielfaches verschiedener Genome

Auch Fehlsegregation genannt. Beschreibt das fehlende Auseinanderweichen von zwei homologen Chromosomen bei der Meiose I oder das Nichttrennen von Schwesterchromatiden durch eine Störung der Metaphase während der Mitose oder der Meiose II. 

Non-Disjunction ist die häufigste Ursache für Aneuploidien

Beschreibt die Drehung eines Chromosomen- oder DNA-Abschnitts um 180°. Vorraussetzung ist ein Doppelbruch im Chromosom. Der herausgebrochene Teil wird umgekehrt wieder eingesetzt. 

Enthält der herausgebrochene Teil das Centromer, spricht man von pericentrischen Inversionen. Befindet sich das Centromer nicht im inversierten Teil, so spricht man von paracentrischen Inversionen. 

Beschreibt eine Chromosomenmutation, bei der Chromosomenabschnitte an eine andere Position des Chromosomenbestandes verlagert werden. 

Unterschieden wird hier zwischen: 

Nicht-reziproke Translokation (einseitig): AB (Centromer) CDEFG und MN (C) OPQRS -> AB (C) CDG und MN (C) OPEFQRS

Reziproke Translokation (beidseitig): AB (C) CDEF und MN (C) OPQRS -> AB (C) CDQRG und MN (C) OPEFS