Pessimum: Begrenzt wird der Toleranzbereich durch die Pessima. In den beiden Bereichen ist das Überleben gerade schon (Minimum) oder gerade noch (Maxima) möglich. Hier können sich die Individuen aber nicht fortpflanzen. Nimmt der Umweltfaktor einen Wert außerhalb dieser Grenze an, dann sterben die Lebewesen der Art.

Optimum: Im Existenzoptimum nimmt der Umweltfaktor den bestmöglichen Wert für die Art an. Hier sind Fortpflanzung und das Wachstum am größten.

Präferendum: Das Optimum ist vom Präferenzbereich umgeben. Das ist die allgemein bevorzugte Ausprägung des Umweltfaktors einer Art. Hier breiten sich die Lebewesen in einer arttypischen Geschwindigkeit aus.

Ein Gen (auch Erbanlage, Erbfaktor; engl. gen/genes) ist eine Funktionseinheit der Erbinformation, das die Information für ein Polypeptid oder RNA-Molekül trägt. Früher wurde der Begriff von Gregor Mendel als kombinierbare Erbeinheit verwendet (Mendelsche Regeln).


Ein Chromosom (engl. chromosome) ist die Erbanlage einer Zelle und besteht aus extrem komprimierter DNA. Chromosomen vereinfachen die Zellteilung während der Mitose und Meiose und kommen in Körperzellen immer als Paare vor. Ein Mensch besitzt 46 Chromosomen.

Gel Matrix: Für die Gelelektrophorese ist eine sogenannte Gel-Matrix notwendig, denn durch sie können die Moleküle wandern.In der Matrix befinden sich Poren, die für die Moleküle wie eine Art Sieb wirken. Die Größe der Poren unterscheidet sich dabei je nachdem, welches Gel du verwendest.

Elektrisches Feld: Die gesamte Apparatur wird an ein Gerät angeschlossen, das ein elektrisches Feld erzeugt.

Ablauf:
Schritt 1: Der Ablauf beginnt mit der Mischung aus elektrisch geladenen Molekülen, die du auftrennen willst. Moleküle, die von Natur aus nicht/schwer sichtbar sind, färbst du zuerst mit einem Farbstoff ein. Zum Färben von RNA oder DNA wird beispielsweise oft der rote Farbstoff Ethidiumbromid verwendet.

Schritt 2: Nun gibst du diese Mischung auf das Gel. Da sich gegensätzliche Ladungen anziehen, wandern die negativ geladenen Moleküle (Anionen) unter Einfluss des elektrischen Feldes in Richtung der Anode (positiv geladen). Die positiv geladenen Moleküle (Kationen) wandern entsprechend zur Kathode (negativ geladen).

Je nach Molekülgröße und -ladung bewegen sich die Moleküle unterschiedlich weit durch das Gel. Sie besitzen also eine unterschiedliche Wandergeschwindigkeit.

Eine Genmutation betrifft die Änderung des Erbgutes in einem Gen . Dabei können Basen/Basenpaare

Merke: Wird nur eine einzelne Base verändert, sprichst du von einer Punktmutation .


Chromosomenmutation 

Du verstehst unter einer Chromosomenmutation eine Veränderung der Struktur eines oder mehrerer Chromosomen . Es werden hier also genetische Informationen im großen Umfang auseinander ‘gerissen’ und/oder umgruppiert.

Du unterscheidest bei einer Chromosomenmutation verschiedene Arten, wie: 

Bei einer Genommutation liegt die Chromosomenzahl pro Zelle bzw. Organismus verändert vor. Jede Art besitzt eine charakteristische Anzahl an Chromosomen, in denen die Erbinformationen gespeichert sind. Bei uns Menschen liegen beispielsweise 46 Chromosomen (Chromosomensatz) in unseren Zellkernen vor. 

Du unterscheidest zwei Arten von Genommutationen: 

Genregulation bei Eukarioten:
Die Genregulation der Eukaryoten haben verschiedene Regulationsmöglichkeiten. Die meisten von ihnen finden während der Transkription , also der Übersetzung der DNA in mRNA , statt, aber auch die Translation kann zur Genregulation beeinflusst werden.

Die drei wichtigste Regulationen bei Eukaryoten sind:

1. Mendelsche Regel: Uniformitätsregel
 Kreuzt man zwei reinerbige (homozygote) Eltern, die sich in einem Merkmal unterscheiden, sind alle Nachkommen genotypisch und phänotypisch gleich (uniform).
2. Mendelsche Regel: Spaltungsregel 
 Kreuzt man die heterozygoten Individuen der F1 Generation untereinander, spalten sich die Nachkommen (F2 Generation), sowohl im Genotyp als auch im Phänotyp auf. Die Nachkommen sind also nicht mehr gleich (uniform). Die unterschiedlichen Merkmalsformen spalten sich dabei immer in einem bestimmten Zahlenverhältnis auf.
3. Mendelsche Regel: Unabhängigkeitsregel
 Es findet eine Kreuzung von Eltern statt, die sich in zwei Merkmalen (dihybrider Erbgang / Dihybridenkreuzung ) unterscheiden, für die sie jeweils reinerbig sind. Dabei werden die  jeweiligen Erbanlagen frei und unabhängig voneinander an die Nachkommen vererbt. 

Schritt 1: Bei der Stammbaumanalyse unterscheidest du zunächst zwischen einer 

Du klärst also, ob das defekte krankheitsauslösende Allel auf den 44 Körperchromosomen (Autosomen) oder den 2 Geschlechtschromosomen (Gonosomen) liegt. 

Autosomaler Erbgang = Bei einem autosomalen Erbgang kommen die Erbkrankheiten in der Regel gleich häufig bei beiden Geschlechtern vor. Die Gene der Merkmale / der Krankheit liegen auf den Autosomen.

Gonosomaler Erbgang = Bei einem gonosomalen Erbgang tritt die Erbkrankheit in der Regel besonders häufig bei einem Geschlecht auf. Die Gene der Merkmale / der Krankheit liegen auf den Gonosomen.

Schritt 2: Außerdem unterscheidest du zwischen einer 

Dominanter Erbgang:
Eine Krankheit tritt in fast jeder Generation im Stammbaum auf.
Bei einem dominanten Erbgang reicht ein (dominantes) Allel aus, um die Krankheit im Phänotyp zu zeigen. Du kennzeichnest das Allel mit Großbuchstaben. Mögliche Genotypen sind: AA (homozygot) oder Aa (heterozygot). 

Rezessiver Erbgang: 

Eine Krankheit ist nicht in jeder Generation ausgeprägt und „überspringt“ sie sozusagen. Bei einem rezessiven Erbgang müssen beide (rezessiven) Allele die gleichen Informationen tragen, um die Krankheit im Phänotyp auszuprägen. Du kennzeichnest sie mit Kleinbuchstaben. Möglicher Genotyp: aa (homozygot). 

Daraus ergeben sich prinzipiell 5 Möglichkeiten für einen Erbgang bei einer Stammbaumanalyse:

Das Y-Chromosom besitzt allerdings sehr wenig Genmaterial und der Erbgang gilt nicht als gesichert. Deshalb schauen wir uns im Folgenden nur die ersten vier Erbgänge

Video:
https://studyflix.de/biologie-schueler/stammbaumanalyse-2762?topic_id=172

Das System kann aber auch in der Gentechnik dazu eingesetzt werden, DNA an bestimmten Stellen zu durchtrennen. So lassen sich Gene verändern, entfernen oder neu einfügen. Das kann zum Beispiel in der Pflanzenzüchtung oder zur Behandlung von Krankheiten zum Einsatz kommen.


CRISPR/Cas Funktionsweise

Die einzelnen Bestandteile müssen zusammen arbeiten, um gezielt die fremden DNA-Sequenzen abzubauen. Das läuft folgendermaßen ab: 

Zunächst wird der CRISPR-Array abgelesen und es entsteht eine lange Vorläufer-RNA. Du kannst sie als prä-crRNA (CRISPR RNA) bezeichnen. Die palindromischen Repeats können darin sogenannte Haarnadelstrukturen (Schleifen) bilden.

Dann wird der lange Strang zu kürzeren Stücken (crRNAs), die jeweils einen Spacer enthalten, zurechtgeschnitten. Beim Typ-II System wird dazu außerdem das Protein Cas9, eine tracrRNA (trans-encoded crRNA) und die RNaseIIIbenötigt. 

Die RNA-Moleküle weisen den Cas-Proteinen wie Cas9 dann den Weg zu der DNA-Sequenz, die sie zerschneiden sollen. Um nicht aus Versehen eigene DNA mit derselben Sequenz zu zerschneiden, gibt es eine zweite Sequenz, die erkannt werden muss. Du bezeichnest sie als PAM-Sequenz, kurz für „protospacer-adjacent motif“. Darunter verstehst du einen DNA-Abschnitt, der aus drei DNA-Basen besteht.

Nur wenn er benachbart zur Erkennungssequenz vorkommt, wird der DNA-Doppelstrang aufgewunden. Dann können sich die RNA-Moleküle an das komplementäre DNA-Stück anlagern. Daraufhin zerschneidet das Enzym beide Stränge der DNA. Es entsteht ein Doppelstrangbruch. 

RNA Prossezierung
(nur bei Eukarioten, nach der Transkription im Zellkern)
Die RNA Prossezierung findet zum Schutz der RNA bei hrem Transport statt.

Spleißen:

Video: https://www.youtube.com/watch?v=Fy_3gpIkoNs

Eine beliebte Theorie ist das “Out of Africa”-Modell, welches die ursprüngliche Entstehung der Homo sapiens in Africa vermutet, von wo sie sich über die ganze Welt verbreiteten.

Obwohl es von zahlreichen Fossilienfunden und Untersuchungen unterstützt wird, wird das “Out of Africa”-Modell vom konträren “multiregionalen Modell” in Frage gestellt, welches die Theorie beinhaltet, dass die Entstehung und Ausbreitung des Homo erectus bzw. Homo ergaster an mehreren Orten auf der Welt parallel stattgefunden habe.

Der Stammbaum der Hominini (Menschenaffen der Gattung Homo + Vorfahren) wird häufig in Vormenschen (Australopithecinen), Urmenschen (Homo habilis & Homo rudolfensis) und Frühmenschen (alle späteren Arten der Gattung) unterteilt.