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  1. WeltenzyklopÀdie
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aus Wikipedia, der freien EnzyklopÀdie
Dieser Artikel handelt von Genen in der Biologie. Zu weiteren Bedeutungen siehe GEN.
Schematische Darstellung eines Gens. Es ist ein relativ kurzer Abschnitt des durchgĂ€ngigen DNA-MolekĂŒls, der im Bild verkĂŒrzt gezeigt ist und hier aus zwei Exons und einem Intron besteht. Die DNA-Doppelhelix kondensiert mittels Nukleosomen zur Chromatide eines kompakten Chromosoms, wie es bei Eukaryoten in der spĂ€ten mitotischen Metaphase vorliegt.

Als Gen wird meist ein Abschnitt auf der DesoxyribonukleinsĂ€ure (englische AbkĂŒrzung: DNA) bezeichnet, der Grundinformationen fĂŒr die Entwicklung von Eigenschaften eines Individuums und zur Herstellung einer biologisch aktiven RibonukleinsĂ€ure (englische AbkĂŒrzung: RNA) enthĂ€lt. Bei diesem Prozess der Transkription wird vom codogenen DNA-Strangabschnitt eine komplementĂ€re Kopie in Form einer RNA hergestellt.

Es gibt verschiedene Arten der RNA. Bei der Translation, einem Teilvorgang der Proteinbiosynthese, wird die AminosĂ€uresequenz des betreffenden Proteins von der mRNA abgelesen. Die Proteine ĂŒbernehmen im Körper jeweils spezifische Funktionen, mit denen sich die Merkmale ausprĂ€gen können. Der AktivitĂ€tszustand eines Gens bzw. dessen AusprĂ€gung, seine Expression, kann in einzelnen Zellen verschieden reguliert werden.

Als Erbanlage oder Erbfaktor werden allgemein die nur elektronenmikroskopisch sichtbaren Gene auf spezifischen PlÀtzen in den Chromosomen bezeichnet, da sie die TrÀger von Erbinformation sind, die durch Reproduktion an Nachkommen weitergegeben wird. Die Erforschung des Aufbaus, der Funktion und Vererbung von Genen ist Gegenstand der Genetik. Die gesamte Erbinformation einer Zelle wird Genom genannt.

Forschungsgeschichte

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Johann Gregor Mendel

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1856 begann Johann Gregor Mendel in einer Abtei in BrĂŒnn Erbsen zu kreuzen, um die Vererbung von sichtbaren Merkmalen zu untersuchen. Er schlug als erster die Existenz von bestimmten „materiellen Elementen“ vor, die als Erbfaktoren von Eltern auf die Nachkommen ĂŒbertragen werden. Er fand, dass Merkmale voneinander unabhĂ€ngig vererbt werden können und dass es dominante und rezessive Faktoren gibt. Er entwickelte die Hypothese, dass es homozygote und heterozygote Individuen gibt und legte damit die Grundlage fĂŒr die Unterscheidung zwischen Genotyp und PhĂ€notyp.[1]

In einem Brief an Carl NĂ€geli schrieb Mendel am 3. Juli 1870 (erstmals) von „Genen“ der Hieracium-Arten.[2]

Gene als Erb-Elemente

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1900 gilt als das Jahr der „Wiederentdeckung“, als die Botaniker Carl Correns, Hugo de Vries und Erich Tschermak Mendels Entdeckungen aufgriffen. Sie bestĂ€tigten, dass es numerische Regeln gibt, nach denen die Faktoren, die fĂŒr die AusprĂ€gung von Merkmalen verantwortlich sind, an Nachkommen weitergegeben werden. Correns nannte einen solchen Faktor Anlage bzw. Erbanlage. William Bateson erinnerte 1902 in Mendel’s Principles of Heredity daran, dass es in jeder Zelle zwei Varianten eines jeden Erbfaktors gibt. Er nannte die zweite Variante Allelomorph (griechisch fĂŒr „Andere Gestalt“) und prĂ€gte damit den Begriff des Allels.

Archibald Garrod, ein britischer Arzt, hatte bei Stoffwechselerkrankungen festgestellt, dass diese in Familien vererbt werden. Mendels Regeln gelten also auch fĂŒr Menschen. Garrod vermutete, die Erbanlagen seien die Basis fĂŒr die chemische IndividualitĂ€t jedes Menschen.

Die Bezeichnungen „Gen“ und „Genotypus“ verankerte schließlich 1903 der DĂ€ne Wilhelm Johannsen in der Fachsprache der neuen Wissenschaft, der „Erblichkeitslehre“.[3][4] Drei Jahre zuvor hatte William Bateson fĂŒr sie das Hauptwort Genetik vorgeschlagen – nach dem griechischen Adjektiv ÎłÎ”ÎœÎ·Ï„ÎčÎșός genetikĂłs fĂŒr „hervorbringend“. Zu jener Zeit war die materielle Natur der Gene nicht bekannt bzw. nicht anerkannt.[5]

August Weismann machte einen Unterschied zwischen Körperzellen und Keimzellen. Beide Zelltypen enthalten dieselbe „Vererbungssubstanz“, die sich aus einzelnen Elementen zusammensetzt, die er Determinanten nannte. Doch nur die Keimzellen können neue Organismen hervorbringen, in denen diese Determinanten fĂŒr sichtbare AusprĂ€gung von Merkmalen, beispielsweise der Gliedmaßen, verantwortlich sind. Damit war die Theorie der Keimbahn formuliert: Durch geschlechtliche Fortpflanzung werden die Gene von Generation zu Generation weitergegeben.[6]

In den ersten Jahren des 20. Jahrhunderts nahmen sich die Genetiker nach verschiedenen Pflanzen auch Insekten und spĂ€ter Vögel vor, um die Vererbungsgesetze zu testen.

FÀrbbare GentrÀger im Zellkern

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Die 1842 bei sich teilenden Zellkernen entdeckten fĂ€rbbaren Strukturen benannte Wilhelm Waldeyer 1888 als Chromosomen.[7] Durch verbesserte FĂ€rbetechniken war beobachtet worden, dass sich die Chromosomen vor einer mitotischen Kernteilung auf 4n verdoppeln und sich dann genau zweiteilen, sodass jeder Tochterkern und damit jede Tochterzelle je 2n Chromosomen erhĂ€lt. Deswegen kamen sie als TrĂ€ger der Gene in Frage. Dieser Sachverhalt begrĂŒndete die Chromosomentheorie der Vererbung.

Dass die von Mendel „Elemente“ genannten Faktoren in den Chromosomen zu finden sind, argumentierten zu Beginn des 20. Jahrhunderts Theodor Boveri sowie Walter Sutton.[8][9][10][11][12]

Kritiker taten eine Verbindung von Genen und Chromosomen als „Physikalismus“ und „Mendelismus“ ab, da sie Gene als abstrakte Einheiten betrachteten.

Thomas Hunt Morgan war ebenfalls ĂŒberzeugt, dass die Einheiten, die die verschiedenen Merkmale verantworten, nicht physikalischer Natur seien. Er versuchte, den Mendelismus zu widerlegen und begann 1910 mit Kreuzungsversuchen an SchwarzbĂ€uchigen Taufliegen. Seine Arbeiten erbrachten jedoch das Gegenteil: den endgĂŒltigen Beweis, dass Gene in Chromosomen liegen und damit materieller Natur sind. Zusammen mit seinen Mitarbeitern, darunter Calvin Bridges, Alfred Sturtevant und Hermann Muller, fand er viele natĂŒrliche Mutationen und untersuchte in unzĂ€hligen Kreuzungen die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Merkmale gemeinsam vererbt werden. Sie zeigten, dass Gene an bestimmten Stellen der Chromosomen liegen und hintereinander aufgereiht sind.

Unter dem Mikroskop wurde Crossing-over beobachtet. So lernte man, dass Chromosomen Abschnitte austauschen können. Je nĂ€her zwei Gene auf dem Chromosom beieinander liegen, desto grĂ¶ĂŸer die Wahrscheinlichkeit, dass sie gemeinsam vererbt und nicht durch ein Crossing-over-Ereignis getrennt werden. Dadurch konnte der Abstand zweier Gene auf ihrem Chromosom bestimmt werden, der nach Morgan in centiMorgan angegeben wird. Gemeinsam erstellte die Forschergruppe in jahrelanger Arbeit die erste Genkarte.[13]

Hermann Muller entdeckte, dass Röntgenstrahlen die Mutationsrate bei Fliegen stark erhöhen. Dies war eine Sensation, da dadurch zum ersten Mal gezeigt wurde, dass Gene physikalische Objekte sind, die von außen zu beeinflussen sind.[14]

Gene molekular

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1928 wies Frederick Griffith in dem nach ihm benannten „Griffiths Experiment“ zum ersten Mal nach, dass Gene aus Bakterien auf andere ĂŒbertragen werden können. Der von ihm nachgewiesene Vorgang war die genetische Transformation.

1941 zeigten George Wells Beadle und Edward Lawrie Tatum, dass Mutationen in Genen fĂŒr Defekte in Stoffwechselwegen verantwortlich sind. Die Erkenntnis, dass spezifische Gene spezifische Proteine codieren, fĂŒhrte zur „Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese“, die spĂ€ter zur „Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese“ prĂ€zisiert wurde. Oswald Avery, Colin MacLeod und Maclyn McCarty bewiesen 1944, dass die DNA die genetische Information enthĂ€lt.[15]

1953 wurde die Struktur der DNA von James D. Watson und Francis Crick, basierend auf den Arbeiten von Rosalind Franklin und Erwin Chargaff, entschlĂŒsselt und das Modell der DNA-Doppelhelix vorgestellt.

1969 gelang Jonathan Beckwith und Kollegen erstmals, ein einzelnes Gen chemisch zu isolieren.[16]

Definition des Begriffs

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Die Definition, was genau ein Gen ist, hat sich verĂ€ndert und wurde neuen Erkenntnissen angepasst. 2006 suchten 25 Wissenschaftler des Sequence Ontologie Consortiums der UniversitĂ€t Berkeley nach einer treffend formulierten aktuellen Definition. Sie einigten sich nach zwei Tagen auf eine gemeinsame Version. Ein Gen ist demnach “a locatable region of genomic sequence, corresponding to a unit of inheritance, which is associated with regulatory regions, transcribed regions and/or other functional sequence regions” (deutsch: „eine lokalisierbare Region genomischer DNA-Sequenz, die einer Erbeinheit entspricht und mit regulatorischen, transkribierten und/oder funktionellen Sequenzregionen assoziiert ist“).[17]

Durch das Projekt ENCODE (ENCyclopedia Of DNA Elements), bei dem die TranskriptionsaktivitĂ€t des Genoms gemappt wurde, wurden neue komplexe Regulationsmuster entdeckt. Dabei wurde auch festgestellt, dass die Transkription nichtcodierender RNA in weit grĂ¶ĂŸerem Umfang als bislang angenommen stattfindet. Dieser Befund wird im folgenden Definitionsvorschlag berĂŒcksichtigt: “A gene is a union of genomic sequences encoding a coherent set of potentially overlapping functional products” (deutsch: „Ein Gen ist eine Vereinigung genomischer Sequenzen, die einen zusammenhĂ€ngenden Satz von eventuell ĂŒberlappenden funktionellen Produkten codieren“).[18]

Aufbau

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Auf molekularer Ebene besteht ein Gen aus zwei unterschiedlichen Bereichen:

  1. Einem DNA-Abschnitt, von dem durch Transkription eine einzelstrÀngige RNA-Kopie hergestellt wird.
  2. Allen zusÀtzlichen DNA-Abschnitten, die an der Regulation dieses Kopiervorgangs beteiligt sind.

Es gibt verschiedene Besonderheiten im Aufbau von Genen verschiedener Lebewesen. In der Zeichnung wird der Aufbau eines typischen eukaryotischen Gens dargestellt, das ein Protein codiert.

Schematischer Aufbau eines eukaryotischen Gens

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Vor der Transkriptionseinheit oder auch innerhalb der Exons (hellblau und dunkelblau) und Introns(rosa und rot) liegen regulatorische Elemente, wie zum Beispiel Enhancer oder Promotor. An diese binden, abhĂ€ngig von der Sequenz, verschiedene Proteine, wie beispielsweise die Transkriptionsfaktoren und die RNA-Polymerase. Die prĂ€-mRNA (unreife mRNA), die im Zellkern bei der Transkription zunĂ€chst entsteht, wird in dem Reifungsprozess zur reifen mRNA modifiziert. Die mRNA enthĂ€lt neben dem direkt proteincodierenden Offenen Leserahmen noch untranslatierte, also nichtcodierende Bereiche, den 5' untranslatierten Bereich (5' UTR) und den 3' untranslatierten Bereich (3' UTR). Diese Bereiche dienen zur Regulation der Translationsinitiation und zur Regulation der AktivitĂ€t der Ribonukleasen, die die RNA wieder abbauen.

Die Gene der Prokaryoten unterscheiden sich im Aufbau von eukaryotischen Genen dadurch, dass sie keine Introns besitzen. Zudem können mehrere unterschiedliche RNA-bildende Genabschnitte sehr nah hintereinander geschaltet sein (man spricht dann von polycistronischen Genen) und in ihrer AktivitĂ€t von einem gemeinsamen regulatorischen Element geregelt werden. Diese Gencluster werden gemeinsam transkribiert, aber in verschiedene Proteine translatiert. Diese Einheit aus Regulationselement und polycistronischen Genen nennt man Operon. Operons sind typisch fĂŒr Prokaryoten.

Gene codieren nicht nur die mRNA, aus der dann die Proteine translatiert werden, sondern auch die rRNA und die tRNA sowie weitere RibonukleinsĂ€uren, die andere Aufgaben in der Zelle haben, beispielsweise bei der Proteinbiosynthese oder der Genregulation. Ein Gen, das ein Protein codiert, enthĂ€lt eine Beschreibung der AminosĂ€ure-Sequenz dieses Proteins. Diese Beschreibung liegt in einer chemischen Sprache vor, nĂ€mlich im genetischen Code in Form der Nukleotid-Sequenz der DNA. Die einzelnen „Kettenglieder“ (Nukleotide) der DNA stellen – in Dreiergruppen (Tripletts, Codon) zusammengefasst – die „Buchstaben“ des genetischen Codes dar. Der codierende Bereich, also alle Nukleotide, die direkt an der Beschreibung der AminosĂ€uresequenz beteiligt sind, wird als offener Leserahmen bezeichnet. Ein Nukleotid besteht aus einem Teil Phosphat, einem Teil Desoxyribose (Zucker) und einer Base. Eine Base ist entweder Adenin, Thymin, Guanin oder Cytosin.

Gene können mutieren, sich also spontan oder durch Einwirkung von außen (beispielsweise durch RadioaktivitĂ€t) verĂ€ndern. Diese VerĂ€nderungen können an verschiedenen Stellen im Gen erfolgen. Demzufolge kann ein Gen nach einer Reihe von Mutationen in verschiedenen Zustandsformen vorliegen, die man Allele nennt. Eine DNA-Sequenz kann auch mehrere ĂŒberlappende Gene enthalten. Durch Genduplikation verdoppelte Gene können sequenzidentisch sein, dennoch aber unterschiedlich reguliert werden und damit zu unterschiedlichen AminosĂ€uresequenzen fĂŒhren, ohne dass sie Allele sind.

VerhÀltnis Introns zu Exons

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Generell schwankt das VerhĂ€ltnis zwischen Introns und Exons von Gen zu Gen sehr stark. So gibt es einige Gene ohne Introns, wĂ€hrend andere zu ĂŒber 95 % aus Introns bestehen.[19] Beim Dystrophin-Gen – mit 2,5 Millionen Basenpaaren das grĂ¶ĂŸte menschliche Gen[20]  â€“ besteht das daraus codierte Protein aus 3685 AminosĂ€uren.[21] Der Anteil der codierenden Basenpaare betrĂ€gt somit 0,44 %.

In der nachfolgenden Tabelle sind einige Proteine und das jeweils codierende Gen aufgefĂŒhrt.

Protein Anzahl der
AminosÀuren
Gen Anzahl der
Basenpaare
Anzahl codierender
Basenpaare
Anteil codierender
Sequenz
Referenz
Dystrophin 3685 DMD 2.500.000 11.055 0,44 % [20][21]
FOXP2 715 FOXP2 603.000 2145 0,36 % [22]
Neurofibromin 2838 NF1 280.000 8514 3,0 % [23]
BRCA2 3418 BRCA2 84.000 10.254 12,2 % [24]
BRCA1 1863 BRCA1 81.000 5589 6,9 % [24]
Survivin 142 BIRC5 15.000 426 2,9 % [25][26]

GenaktivitÀt und Regulation

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→ Hauptartikel: Genexpression und Genregulation

Gene sind dann „aktiv“, wenn ihre Information in RNA umgeschrieben wird, das heißt, die Transkription stattfindet. Je nach Funktion des Gens entsteht also mRNA, tRNA oder rRNA. In der Folge kann also, muss aber nicht zwingend, bei mRNA aus dieser AktivitĂ€t auch ein Protein translatiert werden. Eine Übersicht ĂŒber die VorgĂ€nge bieten die Artikel Genexpression und Proteinbiosynthese.

Die AktivitĂ€t einzelner Gene wird ĂŒber eine Vielzahl von Mechanismen gesteuert und kontrolliert. Ein Weg ist die Steuerung ĂŒber die Rate ihrer Transkription in hnRNA. Ein anderer Weg ist der Abbau der mRNA, bevor sie translatiert wird, beispielsweise durch siRNA-vermittelte RNA-Interferenz (Posttranskriptionelles Gen-Silencing). Kurzfristig erfolgt die Genregulation durch Bindung und Ablösung von Proteinen, sogenannten Transkriptionsfaktoren, an spezifische Bereiche der DNA, die sogenannten „regulatorischen Elemente“. Langfristig wird dies ĂŒber Methylierung oder das „Verpacken“ von DNA-Abschnitten in Histon­komplexe erreicht. Auch die regulatorischen Elemente der DNA unterliegen der Variation. Der Einfluss von Änderungen in der Genregulation einschließlich der Steuerung des alternativen Splicings dĂŒrfte vergleichbar mit dem Einfluss von Mutationen proteincodierender Sequenzen sein. Mit klassischen genetischen Methoden – durch Analyse von ErbgĂ€ngen und PhĂ€notypen – sind diese Effekte in der Vererbung normalerweise nicht voneinander zu trennen. Lediglich die Molekularbiologie kann hier Hinweise geben. Eine Übersicht ĂŒber die RegulationsvorgĂ€nge von Genen wird im Artikel Genregulation dargestellt.

Organisation von Genen

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Bei allen Lebewesen codiert nur ein Teil der DNA fĂŒr definierte RNAs. Die ĂŒbrigen Teile der DNA werden als nichtcodierende DNA bezeichnet. Sie hat Funktionen in der Genregulation, beispielsweise fĂŒr die Regulation des alternativen Splicings, und hat Einfluss auf die Architektur der Chromosomen.

Der Ort auf einem Chromosom, an dem sich das Gen befindet, wird als Genort bezeichnet. Gene sind darĂŒber hinaus nicht gleichmĂ€ĂŸig auf den Chromosomen verteilt, sondern kommen zum Teil in sogenannten Clustern vor. Gencluster können dabei aus zufĂ€llig in rĂ€umlicher NĂ€he zueinander liegenden Genen bestehen, oder es handelt sich um Gruppen von Genen, die fĂŒr Proteine codieren, die in einem funktionellen Zusammenhang stehen. Gene, deren Proteine Ă€hnliche Funktion haben, können aber auch auf verschiedenen Chromosomen liegen.

Es gibt Abschnitte auf der DNA, die fĂŒr mehrere verschiedene Proteine codieren. Der Grund dafĂŒr sind ĂŒberlappende offene Leserahmen.

Genetische Variation und genetische VariabilitÀt

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Als genetische Variation wird das Auftreten von genetischen Varianten (Allele, Gene oder Genotypen) bei individuellen Lebewesen bezeichnet. Sie entsteht durch Mutationen, aber auch durch VorgĂ€nge bei der Meiose („Crossing over“), durch die Erbanlagen der Großeltern unterschiedlich auf die Geschlechtszellen verteilt werden. FĂŒr die Entstehung neuer Gene können ebenfalls Mutationen oder De-novo-Entstehung ursĂ€chlich sein.[27]

Genetische VariabilitĂ€t ist dagegen die FĂ€higkeit einer gesamten Population, Individuen mit unterschiedlichem Erbgut hervorzubringen. Hierbei spielen nicht nur genetische VorgĂ€nge, sondern auch Mechanismen der Partnerwahl eine Rolle. Die genetische VariabilitĂ€t spielt eine entscheidende Rolle fĂŒr die FĂ€higkeit einer Population, unter verĂ€nderten Umweltbedingungen zu ĂŒberleben, und stellt einen wichtigen Faktor der Evolution dar.

Besondere Gene

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RNA-Gene in Viren

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Obwohl bei allen zellbasierten Lebensformen Gene als DNA-Abschnitte vorliegen, gibt es einige Viren, deren genetische Information in Form von RNA vorliegt. RNA-Viren befallen eine Zelle, die dann sofort mit der Produktion von Proteinen direkt nach Anleitung der RNA beginnt; eine Transkription von DNA nach RNA entfĂ€llt. Retroviren hingegen ĂŒbersetzen ihre RNA bei der Infektion in DNA, und zwar unter Mitwirkung des Enzyms Reverse Transkriptase.

Pseudogene

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Als Gen im engeren Sinne bezeichnet man in der Regel eine Nukleotidsequenz, die die Information fĂŒr ein Protein enthĂ€lt, das unmittelbar funktionsfĂ€hig ist. Pseudogene stellen dagegen Genkopien dar, die kein funktionelles Protein in voller LĂ€nge codieren. Oftmals sind diese durch Genduplikationen entstanden und/oder durch Mutationen, die sich in der Folge ohne Selektion auch im Pseudogen akkumulieren (anhĂ€ufen), und ihre ursprĂŒngliche Funktion verloren haben. Einige scheinen dennoch eine Rolle bei der Regulierung der GenaktivitĂ€t zu spielen. Das menschliche Genom enthĂ€lt etwa 20.000 Pseudogene. Das Humangenomprojekt wurde mit dem Ziel gegrĂŒndet, das Genom des Menschen vollstĂ€ndig zu entschlĂŒsseln.

Springende Gene

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Sie werden auch als Transposons bezeichnet und sind mobile Erbgutabschnitte, die sich innerhalb der DNA einer Zelle frei bewegen können. Aus ihrem angestammten Ort im Erbgut schneiden sie sich selbst aus und fĂŒgen sich an einer beliebig anderen Stelle wieder ein. Biologen um Fred Gage vom Salk Institute for Biological Studies in La Jolla (USA) haben nachgewiesen, dass Retrotransposons nicht nur wie bislang angenommen in den Zellen der Keimbahn, sondern auch in Nerven-VorlĂ€uferzellen aktiv sind.[28] Forschungsergebnisse von Eric Lander et al. (2007) zeigen, dass Transposons eine wichtige Funktion haben, indem sie als kreativer Faktor im Genom wichtige genetische Innovationen rasch im Erbgut verbreiten können.[29]

Orphangene

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Orphan-Gene sind Gene ohne nachweisbare Homologie in anderen Linien. Sie werden auch ORFans genannt, insbesondere in der mikrobiellen Literatur (mit ORF als Akronym fĂŒr englisch open reading frame ‚offener Leserahmen‘). Orphan-Gene sind eine Teilmenge von taxonomisch eingeschrĂ€nkten Genen, die auf einer bestimmten taxonomischen Ebene (z. B. pflanzenspezifisch) einzigartig sind. Sie gelten in der Regel als einzigartig fĂŒr ein sehr schmales Taxon, sogar fĂŒr eine Art (Spezies). Orphan-Gene unterscheiden sich dadurch, dass sie linienspezifisch sind und keine bekannte Geschichte der gemeinsamen Verdoppelung und Neuordnung außerhalb ihrer spezifischen Spezies oder Gruppe haben. In Menschen gibt es beispielsweise 634 Gene, die dem Schimpansen fehlen. Umgekehrt fehlen dem Menschen 780 Schimpansen-Gene.[30]

Typische GenomgrĂ¶ĂŸen und Genanzahl

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   Organismus / Biologisches System       Anzahl der Gene       Basenpaare insgesamt   
Gemeiner Wasserfloh[31] 30.907 2·108
Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana, Modellpflanze) >25.000 108–1011
Mensch[32] ~22.500 3·109
Drosophila melanogaster (Fliege) 12.000 1,6·108
Backhefe (Saccharomyces cerevisiae) 6.000 1,3·107
Bakterium 180–7.000 105−107
Escherichia coli ~5.000 4,65·106
Carsonella ruddii 182 160.000
DNA-Virus 10–300 5.000–200.000
RNA-Virus 1–25 1.000–23.000
Viroid 0 246–401

Literatur

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  • Pilar Cacheiro, Damian Smedley: Essential genes: A cross-species perspective. In: Mamm Genome 34 , 3, 2023: 357–363. PDF. → Gene, deren Funktionen das Überleben der Zellen und ganzer Organismen garantieren, vertragen keine Mutation. Diese „intoleranten“ Gene enthalten die Informationen fĂŒr Zellvermehrung und Organ-Entwicklung. Sie sind Gucklöcher zu molekularen Mechanismen von Krankheiten.
  • Ruth L Seal, Bryony Braschi, Kristian Gray, Tamsin E M Jones, Susan Tweedie, Liora Haim-Vilmovsky, Elspeth A Bruford: Genenames.org: the HGNC resources in 2023. In: Nucleic Acids Res 51, D1, 2023: D1003–D1009. PDF. → Diese Datenbank enthĂ€lt 2023 fĂŒr das menschliche Genom ĂŒber 43 000 anerkannte Gen-Symbole: 19.200 davon codieren Proteine, 14.000 bezeichnen Pseudogene und beinahe 9000 sind nicht-codierende RNA-Gene.
  • Siddhartha Mukherjee: Das Gen. Fischer, Frankfurt 2017, ISBN 978-3-10-002271-4.
  • Benjamin Lewin: Genes 8. Pearson Prentice Hall, London 2004, ISBN 0-13-143981-2 (englisch).
  • Inge Kronberg: Welche Gene machen den Menschen zum Menschen? In: Biologie in unserer Zeit. 34.2004, 4, S. 206–207, ISSN 0045-205X
  • Ernst Peter Fischer: Geschichte des Gens. Fischer, Frankfurt 2003, ISBN 3-596-15363-8.
  • Benjamin Lewin: Molekularbiologie der Gene. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1349-4.

Weblinks

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Wiktionary: Gen â€“ BedeutungserklĂ€rungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  • vcell.de: Der lange Weg zum Gen: Meilensteine
  • plato.stanford.edu: Gene Eintrag in Edward N. Zalta (Hrsg.): Stanford Encyclopedia of Philosophy.Vorlage:SEP/Wartung/Parameter 1 und weder Parameter 2 noch Parameter 3
    • Peter Godfrey-Smith, Kim Sterelny: Biological Information. In: Edward N. Zalta (Hrsg.): Stanford Encyclopedia of Philosophy.. Pressemitteilung UniversitĂ€t Freiburg, 3. September 2008
  • Joachim Bauer: swr.de: Aus der Werkstatt der Evolution – Neue Erkenntnisse ĂŒber die Gene. Vortrag in der SWR-2-Sendereihe Aula, 23. November 2008 (Real Audio ca. 30 Min. – Manuskript ca. sechs Seiten)
  • genecards.org: Human Gene Database (englisch)
  • Michael Stang: deutschlandfunk.de: Gehackte Gene. Deutschlandfunk, Wissenschaft im Brennpunkt, 3. Oktober 2014. Zum Datenschutz der „genetischen PrivatsphĂ€re“

Einzelnachweise

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  1. ↑ Gregor Mendel: Versuche ĂŒber Pflanzen-Hybriden. In: Verhandlungen des naturforschenden Vereines in BrĂŒnn. Band IV, 1865, S. 3–47 (mpg.de [abgerufen am 20. Dezember 2021]). 
  2. ↑ Franz Weiling (Hrsg.): Versuche ĂŒber Pflanzenhybriden: Gregor Mendel. Vieweg & Sohn, Braunschweig 1970. ISBN 3-528-09106-1. → S. 100f, Erörterung in Fußnote 69: „Es ist jedoch auch möglich, daß die Kreuzungspartner in hypostatischen Genen heterozygot und unterschiedlich waren.“
  3. ↑ Wilhelm Ludwig Johannsen: Elemente der exakten Erblichkeitslehre mit GrundzĂŒgen der biologischen Variationsstatistik. 1913 (Onlinefassung). 
  4. ↑ Paul Diepgen, Heinz Goerke: Aschoff/Diepgen/Goerke: Kurze Übersichtstabelle zur Geschichte der Medizin. 7., neubearbeitete Auflage. Springer, Berlin / Göttingen / Heidelberg 1960, S. 55.
  5. ↑ Wilhelm Johannsen: Elemente der exakten Erblichkeitslehre. Dritte deutsche, neubearbeitete Auflage. Gustav Fischer, Jena 1926. → S. 643: „Wir wissen also nichts ĂŒber die Natur der Gene.“ – S. 653: „Sie sind fĂŒr uns zunĂ€chst Rechnungseinheiten, AusdrĂŒcke von RealitĂ€ten unbekannter Natur, aber mit bekannten Wirkungen.“
  6. ↑ August Weismann: VortrĂ€ge ĂŒber Deszendenztheorie. 2 BĂ€nde; zweite verbesserte Auflage. Gustav Fischer, Jena 1904.
  7. ↑ Wilhelm Waldeyer: Ueber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den BefruchtungsvorgĂ€ngen. In: Arch Mikr Anat 32. 1888: 1–122. → S. 27: „Ich möchte mir den Vorschlag erlauben, diejenigen Dinge, welche mit Boveri als „chromatische Elemente“ bezeichnet wurden, 
 mit einem besonderen terminus technicus „Chromosomen“ belegen. Sie sind so wichtig, dass ein besonderer kĂŒrzerer Name wĂŒnschenswert erscheint. Ist die von mir vorgeschlagene Bezeichnung praktisch verwendbar, so wird sie sich wohl einbĂŒrgern, sonst möge sie bald der Vergessenheit anheimfallen.“
  8. ↑ Theodor Boveri: Über mehrpolige Mitosen als Mittel zur Analyse des Zellkerns. In: Verh Physikal Med Ges' WĂŒrzburg N F 35, 1902: 67–90.
  9. ↑ Theodor Boveri: Über die Konstitution der chromatischen Kernsubstanz. In: Verh Zool Ges13, 1903: 10–33.
  10. ↑ Theodor Boveri: Ergebnisse ĂŒber die Konstitution der chromatischen Substanz des Zellkerns. Gustav Fischer, Jena 1904. PDF.
  11. ↑ Walter Sutton: On the morphology of the chromosome group in Brachystola magna. In: Biol Bull 4, 1902: 24–39.
  12. ↑ Walter F Sutton: The chromosomes in heredity. In: Biol Bull 4, 1903: 231–251.
  13. ↑ Thomas Hunt Morgan: Die stoffliche Grundlage der Vererbung. Vom Verfasser autorisierte deutsche Ausgabe von Hans Nachtsheim. Borntraeger, Berlin 1912. Original: The physical basis of heredity. 1910.
  14. ↑ Hermann J Muller: Artificial transmutation of the gene. In: Science 66, 1699, 1927: 84–87. doi:10.1126/science.66.1699.84
  15. ↑ Oswald T Avery, Colin M Macleod, Maclyn McCarty: Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types: Induction of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from Pneumococcus type III. In: J Exp Med 79, 2, 1944: 137–158. PDF.
  16. ↑ James Shapiro, L Machattie, L Eron, G. Ihler, K Ippen, Jonathan Beckwith: Isolation of pure lac operon DNA. In: Nature 224, 5221, 1969: 768–774.
  17. ↑ Helen Pearson: What is a gene? In: Nature. Band 441, Mai 2006, S. 398–401. PMID 16724031.
  18. ↑ M. Gerstein, C. Bruce, J. Rozowsky, D. Zheng, J. Du, J. Korbel, O. Emanuelsson, Z. Zhang, S. Weissman, M. Snyder: What is a gene, post-ENCODE? History and updated definition. In: Genome Research. Band 17, Nr. 6, Juni 2007, S. 669–681. PMID 17567988.
  19. ↑ E. H. McConekey: How the Human Genome works. Jones & Bartlett, 2004, ISBN 0-7637-2384-3, S. 5 (englisch). 
  20. ↑ a b N. Shiga u. a.: Disruption of the Splicing Enhancer Sequence within Exon 27 of the Dystrophin Gene by a Nonsense Mutation Induces Partial Skipping of the Exon and Is Responsible for Becker Muscular Dystrophy. In: J. Clin. Invest. Band 100, 1997, S. 2204–2210, PMID 9410897 (englisch). 
  21. ↑ a b M. Matsuo: Duchenne muscular dystrophy. In: Southeast Asian J Trop Med Public Health. Band 26, 1995, S. 166–171, PMID 8629099 (englisch). 
  22. ↑ A. F. Wright, N. Hastie: Genes and Common Diseases. Genetics in Modern Medicine. Cambridge University Press, 2007, ISBN 0-521-83339-6 (englisch). 
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