Gene

Gene außerhalb des Zellkerns

Carl Correns entdeckte 1909 als Erster die mütterliche Vererbung an Wunderblumen. Er entdeckte eine wichtige Ausnahme von den Mendelschen Regeln, die zytoplasmatische Vererbung, heute meist als Extrachromosomale Vererbung bezeichnet. Wunderblumen besitzen grüne, weiße und grün-weiß gefleckte Zweige und Blätter. Unter dem Mikroskop sah Correns, dass grüne Pflanzenteile aus Zellen mit grünen Chloroplasten bestand, und weiße Pflanzenteile aus Zellen mit Chloroplasten ohne Chlorophyll bestand. Nach seinen Ergebnissen bestäubte er Fruchtblätter aus Blüten, wo herauskam, dass weißblättrige Blätter wieder weißblättrige Nachkommen erhielt und gepunktete Blätter wieder gepunktete Nachkommen erhielt, unabhänig vom verwendeten Pollen. Somit ging Correns davon aus, dass der Phänotyp (Aussehen) der Blätter nicht von der Polle abhängt, sondern von der Mutterpflanze. Aufgrund von Correns Beobachtungen vermutete er, dass sich das verantwortliche Gen nicht im Zellkern, sondern in den Chloroplasen befinden muss.

Da die weiblichen Keimzellen deutlich mehr Zytoplasma als die männlichen Keimzellen haben, werden die im Zytoplasma eingebunden Zellorganellen, und damit auch deren Erbgut, ganz oder zumindest überwiegend über die mütterliche Linie weitergeben. Damit gehorcht die extrachromosomale Vererbung nicht den Mendelschen Regeln.

Gene in Mitochondrien

®    einige hundert in Spermien

®    einige tausend in Eizelle

®    Kind bekommt Mitochondrien, immer die der Mutter (die vom Vater können nicht vererbt werden)

Kooperation mit dem Zellkern

®    Chloroplasten-DNA enthält ca. 100 Protein codierende Gene benötigt aber für den Aufbau und die Funktion von Chloroplasten mindestens 1000 verschiedene Proteine

®    größte Teil dieser Proteine vom Zellkern codiert, im Cytoplasma hergestellt, in die Chloroplasten transportiert (typisches Beispiel Rubisco)

Extrachromosomale Vererbung

Da die weiblichen Keimzellen immer deutlich mehr Zytoplasma als die männlichen Keimzellen aufweisen (das weibliche Geschlecht und das männliche Geschlecht werden über den Größenunterschied der Keimzellen definiert), werden die im Zytoplasma eingebunden Zellorganellen, und damit auch deren Erbgut, ganz oder zumindest überwiegend über die maternale (mütterliche) Linie weitergeben. Damit gehorcht die extrachromosomale Vererbung nicht den Mendelschen Regeln.