Titelbild Stammbaumanalyse

Stammbaumanalyse – der ultimative Guide zum Verstehen!

Was soll denn bitte  eine Stammbaumanalyse sein?

Gonosomal? Rezessiv? Chromosomen?

Und wer blickt denn bei den ganzen Fachbegriffen überhaupt noch durch?

Wenn man einmal den Dreh raus hat ist es eigentlich ganz einfach. Hier gibt’s für dich alles was du brauchst um das Thema zu verstehen:

  • Erklärung der Fachbegriffe
  • Was ist eine Stammbaumanalyse?
  • Welche Erbgänge gibt es? und wie sehen die aus?

Am Ende kannst du dein neues Wissen auch gerne in einigen Aufgaben testen.  Um erstmal in das Thema reinzukommen fangen wir am besten erstmal mit den Fachbegriffen an:

Stammbaumanalyse – Fachbegriffe

In der Biologie kommen wir leider nicht drum rum Fachbegriffe zu benutzen. Die Fachbegriffe die wir für eine richtige Stammbaumanalyse brauchen sind nicht gerade wenige.

Die für dich wichtigsten findest du in der folgenden Tabelle:  Wenn du irgendwann beim Lesen einen Begriff vergessen hast, klick ihn einfach an und du landest sofort wieder bei der Tabelle mit der passenden Erklärung.

Erbgang der Vorgang in dem eine Eigenschaft vererbt wird
Phänotyp Aussehen eines Individuums
Genotyp die genetische Grundlage für den Phänotyp
Stammbaum Darstellung der Verwandtschaftsverhältnisse einer Familie
Chromosom Chromosomen beinhalten die Erbinformationen, die dort in verschiedenen Genen codiert ist
Gen Abschnitt auf einem Chromosom, dort ist die Information für die Ausbildung eines Merkmals gespeichert
Allel Variante eines Gens
homozygot reinerbig, für ein Gen liegt zwei Mal das gleiche Allel vor
heterozygot mischerbig, für ein Gen liegen zwei verschiedene Allele vor
dominant Eigenschaft eines Allels, dominante Allele setzen sich bei der Vergebung gegen rezessive durch
rezessiv Eigenschaft eines Allels, rezessive Allele können sich bei der Vererbung nicht gegen dominante Allele durchsetzen. Damit ein rezessives Allel vererbt wird müssen beide Allele rezessiv sein
gonosomal betrifft Gene auf den Gonosomen (Geschlechtschromosomen). Der Mensch hat nur ein paar Gonosomen.
autosomal betrifft Gene auf den Autosomen, den übrigen Chromosomen, die nichts mit dem Geschlecht zu tun haben. Der Mensch hat 22 Autosomenpaare
x-chromosomal betrifft das X-Chromosom. Frauen haben zwei X-Chromosomen, während Männer nur eins besitzen.
y-chromosomal betrifft das Y-Chromosom, was nur bei Männern zu finden ist

Sind die Fachbegriffe soweit klar? Super! Dann fangen wir mal mit dem eigentlichen Thema an:

Stammbaum in der Biologie – Was ist das überhaupt?

Bevor wir mit dem Analysieren anfangen, sollten wir uns erstmal anschauen, was so ein Stammbaum überhaupt ist.

Im Allgemeinen ist ein Stammbaum die Darstellung von Verwandtschaftsverhältnissen und zeigt eine Familie und wie sie untereinander verbunden ist. Dabei wird der Fokus meistens auf ein Merkmal gelegt und geguckt wie dieses innerhalb der Familie vererbt wurde.

Am besten schauen wir uns hierzu mal ein Beispiel an:

Beispiel für einen Stammbaum

Oben sehen wir zwei Elternpaare mit jeweils einem Kind. Die Nachkommen der beiden Paare zeugen selber 4 eigene Nachkommen zusammen. Die Verbindungen sind durch die schwarzen Linien dargestellt.

Die verschiedenen Farben und Formen zeigen die unterschiedlichen Geschlechter und Zustände im Phänotyp an. Die Buchstaben zeigen den Genotyp mit den beiden Allelen für das untersuchte Merkmal an:

 

Legende für das Beispiel eines Stammbaums

Jetzt wissen wir schon mal wie so ein Stammbaum aussieht und was darauf dargestellt ist. Aber was müssen wir hier überhaupt analysieren?

Stammbaumanalyse – Was gibt es alles?

Stammbaumanalysen sind ein wichtiges Werkzeug in der Genetik um die Vererbung von Erbkrankheiten oder anderen Merkmalen zu untersuchen. Wir können hier analysieren:

  • ob die Krankheit in den nächsten Generationen auftreten kann
  • bei welchem Geschlecht
  • und mit welcher Wahrscheinlichkeit

Dabei ist jedoch nicht jeder Erbgang gleich. Schauen wir uns mal die verschiedenen Möglichkeiten an:

Autosomal & gonosomal – die Unterschiede

Menschen haben normalerweise 23 Chromosomenpaare. Eins davon bestimmt das Geschlecht. Bei diesem Paar haben:

  • Frauen zwei X-Chromosomen
  • Männer ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom

Diese Beiden Chromosomen heißen Gonosomen. Wenn das Allel also auf einem der Gonosomen liegt sprechen wir von einem Gonosomalen Erbgang.

Die anderen 22 Chromosomenpaare nennt man Autosomen. Alles was hier vererbt wird passiert in einem Autosomalen Erbgang.

Dominant & rezessive – die unterschiedlichen Erbgänge

Hier unterscheiden wir ob das Allel, das wir analysieren rezessiv oder dominant ist.

Bei einem rezessiven Erbgang wird das Merkmal nur ausgeprägt, falls beide Allele betroffen sind. Sowohl der Vater, als auch die Mutter muss dafür das defekte Allel weitergegeben haben.

Bei einem dominanten Erbgang reicht es hingegen schon, wenn nur eins der Allele betroffen ist, damit die Krankheit oder das Merkmal ausgeprägt wird.

Damit du die einzelnen Fälle verstehst, schauen wir uns jetzt einmal Beispiele für alle Möglichkeiten an:

Autosomale Erbgänge

Autosomal rezessiver Erbgang

autosomal rezessiver Erbgang in einer Stammbaumanalyse

Beim autosomal rezessiven Erbgang liegt das defekte Allel wie wir gerade gelernt haben nicht auf den Geschlechtschromosomen. Es wird also unabhängig vom Geschlecht vererbt.

Dass es sich hier um einen rezessiven Erbgang handelt, erkennen wir daran, dass nur Personen die zwei defekte Allele haben erkrankt sind.
Personen die nur ein defektes Allel besitzen sind phänotypisch gesund, tragen aber trotzdem das defekte Allel und können dies auch weiter vererben.

Man nennt sie auch Träger oder Konduktoren

Die Krankheit muss daher nicht in jeder Generation vorkommen, kann aber trotzdem vererbt werden!

Beispiele für Krankheiten die autosomal rezessiv vererbt werden sind Mukoviszidose oder der Albinismus

Autosomal dominanter Erbgang

autosomal dominanter Erbgang in einer Stammbaumanalyse

Durch die geschlechtsunabhängige Vererbung haben wir es hier wieder mit einem autosomalen Erbgang zu tun.

Dieses Mal ist es jedoch ein dominanter Erbgang. Wir erkennen es daran, dass auch ein einziges defektes Allel im Genotyp reicht, damit die Person im Phänotyp erkrankt.

Hier gibt es keine Träger bzw. Konduktoren des Merkmals, da man sofort erkrankt wenn man es auch vererbt bekommen hat.

Beispiele für Krankheiten die autosomal dominant vererbt werden sind Chorea-Huntington oder die Sichelzellenanämie

Gonosomale Erbgänge

Schauen wir uns nun mal die Gonosomalen Erbgänge an.

Der Fokus liegt hier vor allem auf den X-Chromosomalen Erbgängen. Y-Chromosomale Erbgänge sind sehr unwahrscheinlich und kommen fast nie vor, da das Y-Chromosom deutlich kleiner ist und nur wenige Gene enthält.

Falls du doch mal auf einen Y-chromosomalen Erbgang stößt erkennst du ihn leicht daran, dass nur Männern Merkmalsträger sein können, da Frauen gar kein Y-Chromosom besitzen!

Gonosomal rezessiver Erbgang (X-chromosomal)

gonosomal rezessiver Erbgang in einer Stammbaumanalyse

Bei Frauen tritt die Krankheit phänotypisch nur auf, wenn beide Allele betroffen sind. Dafür muss die Mutter mindestens Konduktorin oder selbst erkrankt sein, so wie der Vater auch. Sie sind sonst ebenfalls nur Konduktorinnen des Merkmals.

Bei einem gonosomal rezessiven Erbgang sind daher vor allem Männer betroffen. Sobald diese das defekte X-Chromosom vererbt bekommen erkranken sie auch, da sie kein zweites, dominantes X-Chromosom haben was sich durchsetzen könnte.

Männer können bei diesem Erbgang also kein Konduktor sein. Sie sind entweder erkrankt oder komplett gesund und besitzen das defekte Merkmal gar nicht.

Beispiele für X-chromosomal rezessiv vererbte Krankheiten sind die Hämophilie oder die Rot-Grün-Blindheit

Gonosomal dominanter Erbgang (X-chromosomal)

gonosomal dominanter Erbgang in einer Stammbaumanalyse

Wir erkennen den dominanten Erbgang hier erneut daran, dass die Krankheit in so ziemlich jeder Generation auftritt. Konduktoren gibt es nicht, da jeder der dieses defekte Allel besitzt auch erkrankt.

Für Männer ändert sich im Vergleich zum X-chromosomal rezessiven Erbgang nicht viel. Sobald diese das defekte Allel vererbt bekommen, erkranken sie auch.

Töchter erkrankter Männer sind bei diesem Erbgang ebenfalls zu 100% erkrankt, da der Vater nur sein eines, defektes X-Chromosom weitergeben kann. Generell sind Frauen bei einem X-chromosomal dominanten Erbgang häufiger betroffen.

Das liegt daran, dass sie zwei X-Chromosom weitervererbt bekommen und die Wahrscheinlichkeit, dass eins davon defekt höher ist als bei Männern, die insgesamt nur ein X-Chromosom erhalten.

Beispiele für Krankheiten die X-chromosomal dominant vererbt werden sind das Alport-Syndrom oder die Vitamin-D-resistente Rachitis

Stammbaumanalyse Zusammenfassung

Ich hoffe du bist soweit mitgekommen. Die wichtigsten Infos zu den einzelnen Themen habe ich hier nochmal für dich zusammengefasst:

Stammbaumanalysen sind heutzutage ein wichtiges Werkzeug der Genetik um die Vererbung von bestimmten Merkmalen wie bspw. Erbkrankheiten nachvollziehen zu können!

Man unterscheidet dabei ob das zu untersuchende Merkmal auf den Autosomen oder auf den Gonosomen vererbt wird.  Wichtig ist auch ob das ganze in einem rezessiven oder einem dominanten Erbgang passiert. Wir unterscheiden daher verschiedene Fälle:

autosomal rezessiv

  • Das Merkmal tritt nicht in jeder Generation im Phänotyp auf
  • Geschlechtsunabhängig, Männer und Frauen sind im gleichen Verhältnis betroffen
  • Obwohl das Kind Merkmalsträger ist, können beide Eltern gesund sein

autosomal dominant

  • Merkmal in so ziemlich jeder Generation auf
  • Geschlechtsunabhängig, Männer und Frauen gleich betroffen
  • Wenn ein Kind Merkmalsträger ist, ist das mindestens ein Elternteil auch

gonosomal rezessiv

  • Merkmal tritt deutlich häufiger bei Männern auf
  • Frauen können das Merkmal tragen (Konduktor) und weitergeben ohne selbst erkrankt zu sein
  • Frauen sind nur Merkmalsträger nur wenn der Vater krank und die Mutter mindestens Konduktor ist

gonosomal dominant

  • Merkmal tritt so ziemlich in jeder Generation auf
  • Sowohl Männer als auch Frauen betroffen, Frauen meistens häufiger
  • Wenn der Vater Merkmalsträger ist, sind es alle seine Töchter auch

Stammbaumanalyse Übungen – Teste dein Wissen!

Das waren jetzt natürlich eine Menge neuer Infos.

Wie du selber eine Stammbaumanalyse Schritt für Schritt durchführst, erfährst du beispielhaft in folgendem Video:

 

Wenn du nun überprüfen willst ob du soweit alles verstanden hast, habe ich hier ein paar Stammbaumanalyse Aufgaben für dich! Wenn dir das nicht reicht, kannst du hier auch gern noch weitere Übungen machen.

Falls du überprüfen willst ob du alles richtig gemacht hast, findest du hier zu den Aufgaben der Stammbaumanalyse Lösungen.

Stammbaumanalyse FAQ

Wie macht man eine Stammbaumanalyse?

Bei einer Stammbaumanalyse bestimmst du über das Vorhandensein von Merkmalen und dem Geschlecht von Individuen den Erbgang oder den weiteren Verlauf von Erbkrankheiten. Wenn du dir eine solche Analyse mal Schritt für Schritt anschauen willst, kannst du das gerne mit diesem Video tun!

Woher weiß man was dominant und rezessiv ist?

Rezessive Allele können sich bei der Vererbung nicht gegen dominante Allele durchsetzen. Damit ein rezessives Allel vererbt wird müssen beide Allele rezessiv sein.

Wann ist ein Erbgang dominant rezessiv?

Ein Erbgang ist dominant rezessiv, wenn sich eins der Allele (das Dominante) gegen das andere durchsetzen kann. Damit das rezessive Allel dann ausgeprägt wird müssen beide Allele rezessiv sein

Wie erkennt man einen gonosomalen Erbgang?

Bei einem gonosomalen Erbgang werden die Buchstaben X und Y für den Genotyp verwendet und stehen für die einzelnen Geschlechtschromosomen des Menschen. Da es um die Vererbung der Gonosomen geht findet man hier zwischen den Geschlechtern häufig Unterschiede in der Ausprägung.

Was deutet auf einen autosomal dominanten Erbgang hin?

Bei einem autosomal dominanten Erbgang, gibt es in so ziemlich jeder Generation Merkmalsträger. Dabei ist es egal welches Geschlecht diese haben. Wenn ein Kind Merkmalsträger ist, ist es mindestens ein Elternteil auch.

Hat dir der Artikel bei deinem Problem geholfen? Schreib gerne einen Kommentar und lass es uns wissen?

Hast du vielleicht auch noch andere Fragen zum Thema Genetik? Vielleicht sind ja die Artikel über monohybride Erbgänge oder die Mendelschen Regeln was für dich! Außerdem ist auf unserer Homepage von Synapsen über Biotope bis hin zum menschlichen Auge alles dabei.

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