Verwandtschaft zu Geschwistern und Schimpansen?
Geschwister haben 50 Prozent der Gene gleich.
Menschen und Schimpansen haben 98,7 Prozent der Gene gleich.
Menschen untereinander haben 99,9 Prozent der Gene gleich.
Kann mir bitte jemand die Zahlen logisch miteinander verbinden.
3 Antworten
Kann mir bitte jemand die Zahlen logisch miteinander verbinden.
Klar. :)
Menschen untereinander haben 99,9 Prozent der Gene gleich.
Wenn du die homologen Nukleotide des gesamten Genoms Basenpaar (bp) für Basenpaar miteinander vergleichst, kommt man auf diese Zahl. Dann sind tatsächlich zwischen 99.7 und 99.9 % des Genoms zweier beliebiger Menschen gleich. Da das gesamte Genom ziemlich groß ist, beträgt der Unterschied von 0.1 bis 0.3 % aber immerhin noch zwischen etwa3 Mio. und 10 Mio. bp.
Menschen und Schimpansen haben 98,7 Prozent der Gene gleich.
Hier ist es ähnlich. Wenn wir das komplette Genom beider Arten bp für bp miteinander vergleichen, liegt der Unterschied bei etwa einem Prozent, allerdings nur, wenn man Punktmutationen (also die Stellen, bei denen ein Nukleotid gegen ein anderes getauscht wurde, z. B. ein Adenin gegen ein Guanin) miteinander vergleicht. Wenn man Indels berücksichtigt, das sind Mutationen, bei denen entweder ein bp hinzugefügt (insertiert) oder gelöscht (deletiert) wurde, wodurch sich der Leserahmen verschiebt, ist der Unterschied etwas größer und liegt dann bei etwa drei Prozent.
Der große Unterschied zwischen Mensch und Schimpanse wird also im Wesentlichen weniger durch unterschiedliche Gene an sich verursacht, als eher durch unterschiedliche Genexpressionsmuster (das bedeutet, dass die Gene bei beiden Arten einfach unterschiedlich stark aktiv sind).
Geschwister haben 50 Prozent der Gene gleich.
Hier betrachtet man nicht das gesamte Genom, sondern die Herkunft verschiedener Genvarianten (Allele). Die Allele eines Gens bewirken (sofern es sich um codierende DNA handelt) ganz verschiedene Phänotypen, z. B. sind bestimmte Allele des Gens MCR1 auf Chromosom 16 verantwortlich für Rutilismus (rote Haare). Insgesamt gibt es von diesem Gen, das umgangssprachlich auch Ginger Gene (Rothaar-Gen) heißt, 70 verschiedene Allele, aber nur fünf davon verursachen rote Haare. Damit ein Mensch rote Haare hat, muss er außerdem auf beiden seiner Chromosomen 16 eine dieser fünf Genvarianten besitzen, weil sie rezessiv vererbt werden. Trägt ein Mensch auf mindestens einem der beiden Chromosomen 16 eine der 65 anderen (dominanten) Varanten, hat er oder sie keine roten Haare (kann aber, sofern er heterozygoter Träger für das rezessive Allel ist) die Veranlagung an seine Nachkommen weiter vererben. Wenn das andere Elter dann ebenfalls heterozygoter Träger des rezessiven Allels ist, kann ein Nachkomme, wenn er von beiden Eltern das rezessive Allel erbt, rote Haare haben, obwohl beide Eltern keine roten Haare haben. Die Wahrscheinlichkeit hierfür liegt dann bei 25 %(in 50 % der Fälle vererbt nur ein Elter das rezessive Allel und in weiteren 25 % vererben beide Eltern das dominante Nicht-Rot-Allel).
Die einzelnen Allele unterscheiden sich jedoch in ihrer Sequenz oft nur geringfügig durch wenige bp, mitunter ist sogar nur ein einziges bp anders. Da ein Gen aber aus tausenden von bp bestehen kann, ist der absolute Unterschied ganz klein (sodass aufs Gesamtgenom bezogen eben 99.9 % aller bp bei allen Menschen gleich sind).
Bei Verwandtschaftstests, z. B. einem Vaterschaftstest, wird nicht der Sequenzunterschied bestimmt, sondern der Allelunterschied. Häufig werden dafür Mikrosatelliten (auch short tandem repeats oder kurz STRs genannt) verwendet. STRs gehören zur nichtcodierenden DNA, es sind also keine Gene. Es handelt sich dabei um kurze DNA-Sequenzmotive von etwa einem bis sechs bp Länge, die sich von Allel zu Allel in unterschiedlich hoher Anzahl tandemartig wiederholen können - bis zu 100 Mal. Die Allele eines STR-Locus unterscheiden sich also nicht durch die Sequenz, sondern lediglich durch ihre Größe voneinander. Bei Vaterschaftstests bestimmt man vom Kind und von den potentiellen Vätern von mehreren STR-Loci die Allele, d. h. deren Größen und vergleicht diese dann nach Übereinstimmungen.
Bei der Bestimmung des Verwandtschaftsgrades (Verwandtschaftskoeffizient, oft mit dem Buchstaben r abgekürzt) geht es auch weniger um die tatsächliche Übereinstimmung der Sequenz der Allele als vielmehr um deren Herkunft. Der Verwandtschaftskoeffizient ist ein Maß dafür, mit welcher Wahrscheinlichkeit zwei Individuen eine ganz bestimmte Genvariante von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt haben. Oder anders ausgedrückt: wie viele Allele beide Individuen aufgrund gemeinsamer Abstammung miteinander teilen.
Bei Geschwistern beträgt r etwa 0.5, das heißt in absoluten Zahlen ausgedrückt, dass sie rund 50 % gleiche Allele besitzen. Wie kommt diese Zahl zustande?
Na ja, betrachten wir zunächst mal ein Elter. Durch die Meiose wird bekanntlich der diploide Chromosomensatz bei der Bildung der Geschlevhtszellen (Gameten) auf einen haploiden reduziert. Jedes Elter gibt also die Hälfte seiner Allele an einen Nachkommen weiter. Der Verwandtschaftskoeffizient zwischen Elter und Kind ist somit wenig überraschend r=0.5. Um beim oben genannten Beispiel mit den roten Haaren zu bleiben: ein heterozygoter Elter gibt entweder das rezessive Rot-Allel oder das dominante Nicht-Rot-Allel an sein Kind weiter, also eben genau die Hälfte seiner Allele.
Die Verteilung der homologen Chromosomen (das sind die Chromosomen, die je ein Paar bilden, auf denen also dieselben Gene (mit möglicherweise aber verschiedenen Allelen) liegen) auf die Geschlechtszellen erfolgt für jedes Paar rein zufällig. Dadurch wird ein Elter im Schnitt 25 % seiner Allele an beide Nachkommen vererben, die anderen 25 % sind wegen der 50:50-Verteilung Allele, die es nur mit einem Nachkommen teilt. Weil die Aufteilung zufällig erfolgt, ist das jedoch nut ein Durchschnittswert. Im jeweiligen Einzelfall kann zufallsbedingt der Anteil der gemeinsam vererbten Allele auch mal höher oder geringer ausfallen.
Das gilt aber alles natürlich auch für das andere Elter. Vollgeschwister erben also im Schnitt beide 25 % der Allele vom Vater und 25 % von der Mutter, womit sie zusammengenommen eben rund 50 % ihrer Allele miteinander teilen. Die anderen 50 % sind dann Allele, die nur ein Geschwister von Vater bzw. Mutter geerbt hat.
Der Verwandtsvhaftskoeffizient lässt sich auch für alle anderen Verwandtschaftsverhältnisse recht leicht berechnen mit der Formel:
r = Σ(0.5)^g.
Dabei steht die Zahl in Klammern (0.5) für die zufällige Verteilung in der Meiose und g entspricht der Anzahl an Generationen, die zwischen beiden Individuen liegt. Nun muss man noch die einzelnen Wege, über die eine Verwandtschaft besteht, aufsummieren, dafür steht das Σ.
Beispiel Geschwister: Geschwister sind über zwei Wege miteinander verwandt, über die Mutter und über den Vater:
- Weg 1 über die Mutter: zwischen den Geschwistern liegen zwei Generationen, nämlich von Geschwister 1 eine Generation zurück zur Mutter und dann wieder eine vor von der Mutter zu Geschwister 2, somit ergibt sich: (0.5)^2.
- Weg 2 über den Vater: auch hier geht es von Geschwister 1 eine Generation zurück und vom Vater dann wieder eine vor zu Geschwister 2: (0.5)^2.
Das macht insgesamt also:
r = (0.5)^2 + (0.5)^2 = 0.5.
Wir können das auch mal für Cousins/Cousinen durchspielen. Hier sind es die Großeltern, die jeweils gemeinsam sind. Wir müssen dann eine Generation von Cousin/e 1 zum Elter zurück, dann noch eine zurück zum Großvater, dann eine vor zu Onkel/Tante und noch eine vor zu Cousin/e 2. Es gilt also g = 4. Dasselbe machen wir nun noch über den Weg der Großmutter: wieder von C1 zum Elter eins zurück, noch eins zurüvk zur Großmutter und dann zwei vor zu Onkel/Tante und dann zu C2. Für Cousin/e 1 und Cousin/e 2 ist r also:
r = (0.5)^4 + (0.5^)^4 = 0.125.
Bei Cousins und Cousinen stimmen somit im Schnitt 12.5 % der Allele überein.
Geschwister haben 50 Prozent der Gene gleich.
Nun, wenn man das sagt, spricht man nur von dem Anteil der die Menschen unterscheidet, nicht der gene als ganzes. Nur ein ganz geringer Anteil unterscheidet sich von Mensch zu Mensch.
Es gibt viele Gene die alle Menschen haben, also sowohl Mutter als auch vater, Logischerweise auch die Kinder dann.
Und 98% der Gene ist auch "non-coding", hat also überhaupt keinen direkten Effekt. Man könnte sie einfach entfernen und nichts würde passieren. Es wird bei der Transkription der DNA verworfen. Es wurde früher "Junk DNA" genannt, aber dann hat man herausgefunden dass es doch manchmal einige indirekte Effekte hat, daher gilt dieser Begriff als veraltet. Aber 98% tun vereinfacht fast nichts. Diese Junk DNA wird auch oft aus solchen Statistiken rausgerechnet.
Wenn man die gene als ganzes nimmt, haben Geschwister natürlich 99%+ die gleichen gene. Ein Mensch und eine kartoffel haben etwa 50% die gleichen gene.
Die Zahl ist durchaus korrekt. Der größte Teil des Genoms ist nichtcodierend.
Nervenverschaltungen werden nicht genetisch codiert. Vieles im Organismus ergibt sich durch Selbstorganisation, nicht durch die Gene. Beispielsweise sind auch die Fingerabdrücke nicht genetisch determiniert, weshalb sie selbst bei eineiigen Zwillingrn, die genetisch gleich sind, nicht identisch sind.
Das würde bedeuten, meine Atem-, Schluck-, ...- Reflexe organisieren sich einfach so ohne jegliche Information von wo auch immer, selber? Und viele Vögel haben das Fliegen "intus" ohne große "Lehrstunden" - nee, also irgendwie müssen solche Strukturen weitergegeben werden. Meine "Befürchtung" ist da, dass noch keineswegs alle Funktionen der DNA wirklich "entschlüsselt" sind.
Das würde bedeuten, meine Atem-, Schluck-, ...- Reflexe organisieren sich einfach so ohne jegliche Information von wo auch immer, selber?
Natürlich nicht. Die Gene sind daran aber nicht beteiligt. Reflexe werden durch Neuronen gesteuert, die ihre Informationen von adäquaten Sinneszellen erhalten, nicht von den Genen.
Meine "Befürchtung" ist da, dass noch keineswegs alle Funktionen der DNA wirklich "entschlüsselt" sind.
Das ist zwar korrekt, aber die Rolle der Gene wird von vielen maßlos überschätzt. Die DNA ist kein Bauplan für den Organismus, auch wenn das gerne so behauptet wird. In der DNA wird nicht minutiös alles bis ins Detail festgehalten, z. B. welche Zelle an welchen Platz kommt. Es gibt natürlich auch einige Gene, die die Entwicklumg steuern, die homöotischen Gene etwa. Aber die Gene haben ganz eindeutig nicht die Funktion eines Bauplans.
Weitaus geeigneter als der Vergleich der DNA mit einem "Bauplan" ist eher der Vergleich mit einem Kochrezept: die DNA verschlüsselt die "Grundzutaten" und einige "Grundregeln", größtenteils organisieren sich die Zellen aber von selbst zum fertigen Organismus zusammen.
nee, also irgendwie müssen solche Strukturen weitergegeben werden.
Nein, müssen sie nicht. Kristalle bilden höchst komplexe Strukturen aus, wenn sie wachsen. Aber die Informationsweitergabe bettägt dabei gleich Null. Auch Termiten errichten ihre hochkomplexen Bauten ganz ohne dass dafür eine Bauanleiting existiert. Einfach, weil jede Arbeiterin eine Reihe von einfachen Grundregeln anwendet.
Natürlich nicht. Die Gene sind daran aber nicht beteiligt. Reflexe werden durch Neuronen gesteuert, die ihre Informationen von adäquaten Sinneszellen erhalten, nicht von den Genen.
Das funktioniert doch aber erst dann, wenn grundlegende Strukturen vorhanden sind. Ein Vogel hat andere Reflexe als Menschen, sowas kann doch nicht einfach so jedes Mal von selbst entstehen. Das habe ich so auch noch nirgends gelesen.
In der DNA wird nicht minutiös alles bis ins Detail festgehalten, z. B. welche Zelle an welchen Platz kommt. Es gibt natürlich auch einige Gene, die die Entwicklumg steuern, die homöotischen Gene etwa. Aber die Gene haben ganz eindeutig nicht die Funktion eines Bauplans.
Na dann verrate mir mal genauer, woher der Bauplan denn stammen soll. Wieviele, ich sage mal "DNA-Bits" stecken denn im Erbgut? Und sind es nicht die sich aus dieser hohen Zahl "Bit" ergebenden riesigen Kombinationen, die als Konstellationen auch Informationen enthalten können? Die DNA nur als Quelle für Eiweißkonstruktionen anzusehen, kann für sich niemals alle Kombinationen beinhalten. Denke ich mal so.
Einfach, weil jede Arbeiterin eine Reihe von einfachen Grundregeln anwendet.
Und woher kennt jede Arbeiterin diese Grundregeln? Sind das nicht auch komplexe Strukturen im Körper?
Keine Ahnung wie genau ihr das in Biologie behandelt habt. Aber es gibt bei DNA ja start und stop codons. Und aus der DNA werden Proteinketten produzierte, beginnend bei start codons und aufhören bei stop codons. Aber 98% der DNA hat keinen start codons, wird also nicht verarbeitet.
Aber es wird wie gesagt nicht mehr als junk DNA bezeichnet weil es einige indirekte Effekte hat.
Wenn es eine Mutation gibt, und sich ein start codon in einem Abschnitt mit non coding DNA bildet bildet, bekommt man eine Krankheit.
Nervenversachaltungen stehen nicht in der DNA.
Eine Sache die die 98% z.B. tun ist dass sie bei Mutationen als "backup" dienen können, denn oft hast du in der Junk DNA mehrere stop codons.
Wenn du dir vorstellst dass du gar keine Junk DNA hast, also, start codon, Proteinkette, stop codon, und dann direkt danach das nächste start codon und die nächste Proteinkette. Wenn das stop codon beschädigt werden würde, würde dass dazu führen dass beide Proteinketten zu einer langen wäre, und man wäre höchstwahrscheinlich toast.
Aber wenn dazwischen ein bisschen Junk DNA mit ein paar stop codons ist, bekommt die erste Proteinkette in so einem Fall nur ein paar extra Proteine und es ändert vermutlich nicht viel.
Es hat auch ein paar andere Effekte, es kann helfen die DNA zu lesen usw., aber eben keinen direkten Effekt.
deine 50% sind falsch, auch geschwister haben 99,9% genetische übereinstimmung; nur ein-eiige zwillinge (drillinge) haben 100%
diese 50% beziehen sich auf die dominanz bestimmter merkmale wie haut- oder augenfarbe, blutgruppen oder ähnlichkeiten, die bei kindern vererbt werden, aber eben nicht bei allen gleich/identisch sind.
Bei allem Respekt, das glaube ich so nicht:
Überlege mal, wieviele Detailinformationen übertragen werden müssen, bis hin zu hochkomplexen Nervenverschaltungen usw., was ja z. B. bislang noch im Detail unklar ist.