Einstieg (0:00)
Familienfest bei Oma und Opa. Ihr spielt Karten, Farbe auf Farbe. Opa legt eine grüne Karte auf eine rote, für ihn sehen beide ähnlich aus. Mama, seine Tochter, sieht den Unterschied sofort. Später verwechselt dein kleiner Bruder dieselben Farben. Opa lacht: „Das hat er von mir.“
Aber wie kann das von Opa kommen, wenn Mama die Farben ohne Mühe auseinanderhält? Mama trägt die Anlage mit. Man sieht es ihr nur nicht an. Wie man so etwas abliest: erst Stammbäume lesen, dann drei Erbgänge erkennen, dann die typischen Fehler, und am Ende zwei Prüfungsaufgaben.
Stammbäume lesen (0:39)
Dr. Krake: Zeichnen wir eure Familie also auf. Ein Kreis steht für eine Frau, ein Quadrat für einen Mann. Eine waagerechte Linie verbindet die Eltern. Von ihr führt eine senkrechte Linie hinunter zu den Kindern. So ein Schema über mehrere Generationen heißt Stammbaum.
Dr. Krake: Jede Generation bekommt eine römische Ziffer. Oma und Opa stehen in Generation eins, Mama und Papa in zwei, dein Bruder und du in drei. In jeder Reihe wird von links durchgezählt; Mama ist hier also zwei-eins. Und gefüllt heißt: Diese Person zeigt das Merkmal. Opa und dein Bruder sind Merkmalsträger.
Dr. Krake: Funfact: Der Chemiker John Dalton beschrieb siebzehnhundertvierundneunzig seine eigene Rot-Grün-Sehschwäche. In manchen Sprachen heißt sie nach ihm bis heute Daltonismus. Aber was steckt in so einem Symbol? Von den meisten Genen hast du zwei Ausgaben, eine von der Mutter, eine vom Vater. Die Varianten eines Gens heißen Allele.
Dr. Krake: Ein dominantes Allel setzt sich schon durch, wenn es einmal da ist, geschrieben groß A. Ein rezessives zeigt sich nur, wenn kein dominantes Allel daneben liegt, bei zwei Ausgaben also nur doppelt: klein a. Sind beide Allele gleich, ist die Person homozygot. Sind sie verschieden, wie groß A klein a, ist sie heterozygot.
Dr. Krake: Die beiden Allele zusammen sind der Genotyp. Wie sich das Merkmal zeigt, das Erscheinungsbild, ist der Phänotyp. Und ein Stammbaum zeigt meist nur den Phänotyp. Merksatz: Gefüllt heißt, das Merkmal ist ausgeprägt. Leer heißt nicht, dass die Anlage fehlt.
Dr. Krake: Fehlt nur noch, wo das Gen liegt. Die meisten Chromosomen, die Autosomen, sind bei Frau und Mann gleich. Nur ein Paar unterscheidet sich, die Geschlechtschromosomen oder Gonosomen: Frauen haben zwei X, Männer ein X und ein Y. Jede Stammbaumanalyse stellt also drei Fragen: Dominant oder rezessiv? Autosomal oder auf dem X? Und wie wahrscheinlich ist es beim nächsten Kind? Moment. Das probier ich an meiner Familie aus.
Dr. Krake: Mama, Papa, ich. Und meine Geschwister. Krakenmütter legen oft Zehntausende Eier.
Bärtierchen: Und welches Zeichen krieg ich? Bei manchen unserer Arten ist ein Tier Weibchen und Männchen zugleich. Kreis oder Quadrat?
Dr. Krake: Dann kriegst du eine Raute. Die steht im Stammbaum für: Geschlecht unbekannt. Bei dir eher: beides. Zurück zu den Menschen: Jedes Kind erbt von Mutter und Vater. Wie das ausgehen kann, zeigt eine andere Familie.
Drei Erbgänge erkennen (3:29)
In dieser Familie haben zwei Eltern ohne Merkmal ein Kind mit Albinismus. Bei der häufigsten Form bildet der Körper wenig oder kein Melanin, den Farbstoff in Haut, Haaren und Augen. Woher kommt das, wenn es keiner der Eltern zeigt? Beide tragen die Anlage verdeckt. Sie sind heterozygot, groß A klein a.
Ein Kreuzungsquadrat zeigt alle Kombinationen. Jeder Elternteil gibt entweder groß A oder klein a weiter. So entstehen vier gleich wahrscheinliche Felder: einmal groß A groß A, zweimal groß A klein a und einmal klein a klein a. Nur dieses Feld zeigt das Merkmal. Die Wahrscheinlichkeit ist ein Viertel, für jedes Kind neu.
Ausschlussregel eins: Zwei Eltern ohne Merkmal, ein Kind mit Merkmal: Der Erbgang ist rezessiv. Dominant ist damit ausgeschlossen. Und andersherum? Viele Erwachsene bilden weiter Laktase, das Enzym, das Milchzucker spaltet. Das heißt Laktosepersistenz. Mich betrifft das übrigens nicht. Kraken trinken nie Milch, nicht einmal als Baby.
Hier haben beide Eltern das Merkmal, ein Kind aber nicht. Was folgt daraus? Wäre es rezessiv, hätten beide Eltern nur Allele für das Merkmal, und jedes Kind hätte es auch. Also ist es dominant, L wie Laktase: Die Eltern sind groß L klein l, das Kind klein l klein l. Laktosepersistenz wird autosomal-dominant vererbt. Ausschlussregel zwei: Zwei Eltern mit Merkmal, ein Kind ohne: Der Erbgang ist dominant. Ein Hinweis auf autosomal: Frauen und Männer zeigen es etwa gleich oft. Merksatz: Rezessiv kann eine Generation überspringen, dominant in der Regel nicht.
Zurück zu Opa und den Spielkarten. Die Anlage für die Rot-Grün-Sehschwäche liegt auf dem X-Chromosom. Mama hat zwei X, also zwei Allele. Opa hat nur ein X, sein Y trägt dieses Gen nicht. Ihm genügt also ein einziges X klein a für das Merkmal.
Opa gibt sein X an jede Tochter weiter, also auch an Mama. Von Oma bekommt sie ein X mit groß A. Mama unterscheidet die Farben, trägt aber das Allel klein a. Sie ist Konduktorin, also Überträgerin. Ihr Sohn bekommt von ihr eins der beiden X, vom Vater das Y.
Die Anlage hat keine Runde ausgesetzt. Bei Mama ist sie verdeckt mitgereist. Bei deinem Bruder liegt sie offen.
Mit nur einem X zeigen vor allem Männer dieses Merkmal. Eine Frau zeigt es nur, wenn beide X das Allel tragen. Eins davon stammt vom Vater, und der zeigt das Merkmal dann selbst. Ausschlussregel drei: Hat eine Frau das Merkmal, ihr Vater aber nicht, ist der Erbgang nicht X-chromosomal-rezessiv. Außerdem gibt ein Vater sein X nie an einen Sohn weiter: Hat ein Sohn das Merkmal, stammt das Allel von der Mutter.
Wie wahrscheinlich ist es beim nächsten Kind? Mama ist Konduktorin, Papa hat das Merkmal nicht. Das Kreuzungsquadrat ergibt vier Felder: eine Tochter ohne klein a, eine Konduktorin, ein Sohn ohne Merkmal und ein Sohn mit. Jeder Sohn hat also mit der Wahrscheinlichkeit ein Halb das Merkmal, jede Tochter ist mit der Wahrscheinlichkeit ein Halb Konduktorin, und keine Tochter zeigt es.
Bei Merkmalen, die die Gesundheit stärker betreffen, können sich Familien genetisch beraten lassen. Dort erklärt eine Fachärztin den Erbgang und die Wahrscheinlichkeiten. Die Entscheidung treffen die Ratsuchenden selbst. Die Grenzen: Eine Wahrscheinlichkeit sagt nicht voraus, was bei einem einzelnen Kind passiert. Und ob jemand Überträger ist, klärt oft erst ein Gentest, ein Heterozygotentest.
Drei Erbgänge, drei Erkennungszeichen. Autosomal-rezessiv: Zwei Eltern ohne Merkmal haben eine Tochter mit. Autosomal-dominant: Zwei Eltern mit Merkmal haben eine Tochter ohne, und das Merkmal überspringt in der Regel keine Generation. X-chromosomal-rezessiv: vor allem Männer, weitergegeben über Mütter ohne Merkmal. Klingt eindeutig. Trotzdem gehen hier in Klausuren Punkte verloren.
Typische Fehler (7:52)
Erster Zettel: „Beide Eltern haben das Merkmal nicht, also kann das Kind es nicht haben.“ Nein. Bei autosomal-rezessivem Erbgang können beide Eltern heterozygot sein. Dann zeigt es jedes Kind mit Wahrscheinlichkeit ein Viertel.
Zweiter Zettel: „X-chromosomal heißt: Nur Männer sind betroffen.“ Nicht ganz. Eine Frau zeigt das Merkmal, wenn sie zwei X mit dem Allel hat: eins vom Vater, der es selbst zeigt, und eins von der Mutter, Konduktorin oder selbst Merkmalsträgerin. Seltener, aber möglich.
Dritter Zettel: „In der Familie haben viele das Merkmal, also ist es dominant.“ Nein. Wie oft ein Merkmal in einer Familie vorkommt, ist höchstens ein Hinweis, kein Beweis. Entscheiden können nur die Ausschlussregeln. In meiner Familie haben übrigens alle acht Arme. Ein Beweis für dominant ist das trotzdem nicht. Merksatz: Erst ausschließen, dann entscheiden.
Prüfung (8:56)
Und jetzt entscheidest du. Aufgabe eins, Klasse neun und zehn. In diesem Stammbaum haben zwei Eltern ohne Merkmal eine Tochter mit Merkmal. Bestimme den Erbgang und begründe mit dem Stammbaum. Drück Pause. Lass dir Zeit. Ich hab hier eh noch zu tun. Geschwister Nummer dreihundert. Fehlen nur noch ein paar Zehntausend.
Die Lösung in drei Punkten. Erstens: Die Eltern zeigen das Merkmal nicht, die Tochter schon. Also ist der Erbgang rezessiv, dominant ist ausgeschlossen. Zweitens: Die Tochter zeigt das Merkmal, ihr Vater nicht. Damit ist X-chromosomal-rezessiv ausgeschlossen; der Erbgang ist autosomal-rezessiv. Drittens: Beide Eltern sind heterozygot, groß A klein a, die Tochter ist homozygot, klein a klein a.
Aufgabe zwei, für die Oberstufe. Mama aus der Kartenrunde ist Konduktorin, Papa zeigt das Merkmal nicht. Sie erwarten noch ein Kind. Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass es ein Sohn mit Rot-Grün-Sehschwäche wird. Erläutere außerdem, was eine genetische Beratung bei einem solchen Erbgang leisten kann und was nicht. Drück Pause und rechne.
Erstens, das Kreuzungsquadrat: Mama hat X groß A und X klein a, Papa X groß A und Y. Eins von vier gleich wahrscheinlichen Feldern ist ein Sohn mit X klein a. Die Wahrscheinlichkeit ist ein Viertel; steht schon fest, dass es ein Sohn wird, ist es die Hälfte. Zweitens: Eine Beratung erklärt den Erbgang und die Wahrscheinlichkeiten und ordnet ein, was das Merkmal im Alltag bedeutet. Die Entscheidung bleibt bei der Familie. Drittens, die Grenze: Ein Viertel gilt für jedes Kind neu, eine sichere Vorhersage ist es nicht.
Merk dir drei Dinge (10:49)
Das war die Stammbaumanalyse. Merk dir drei Dinge. Erstens: Ein leeres Symbol heißt nicht, dass die Anlage fehlt. Zweitens: Zeigen zwei Eltern es nicht, ihr Kind aber schon, ist der Erbgang rezessiv. Drittens: X-chromosomal-rezessiv zeigt sich vor allem bei Männern, und sie erben es über die Mutter. Das Quiz und den Lernzettel zu diesem Video findest du kostenlos auf achtmalklug punkt de. Und beim nächsten Kartenspiel? Da fragen Opa und dein Bruder bei Rot und Grün einfach Mama. Sie sieht's. Sie trägt's nur. Bleib neugierig.
