Mit Humor die Genetik verstehen Masterarbeit - Sekundarstufe I

Mit Humor die Genetik verstehen. Comic- und Cartooneinsätze im Naturwissenschaftsunterricht
ANHANG
GENETIK
SACHANALYSE
Die Zelle
Die Zelle ist der Grundbaustein aller Lebewesen. Sie ist die kleinste selbstständig lebende Einheit.
Alle Organismen (mit Ausnahme der Viren) bestehen aus einer oder mehreren Zellen (so
genannte Einzeller, bzw. Mehrzeller). Der Mensch besteht aus einem Verband von über 75'000
Milliarden Zellen, welche alle (ausser der Samenzellen, den Eizellen und den roten Blutkörperchen)
die gleiche Information über Bau und Funktionsweise des menschlichen Körpers enthalten.
Dieser Bauplan – auch Genom genannt – ist im Zellkern gespeichert.
Trotz der identischen gespeicherten Information unterscheiden sich die Zellen in Grösse, Form
und Aufgabenbereich. Einige Tage nach der Befruchtung sind alle Zellen des menschlichen
Embryos noch gleich. Diese Stammzellen besitzen die Fähigkeit sich in jedes beliebige Körpergebewebe
zu entwickeln. Diese Differenzierung geschieht im Mutterleib bei der stetigen Teilung
der Stammzellen durch die „Ein- beziehungsweise Ausschaltung“ unterschiedlicher Gene. So
entstehen zum Beispiel aus zwei gleichen Stammzellen eine Zelle die den Sauerstoff im Körper
transportiert und eine Leberzelle. Insgesamt besitzt der Mensch mindestens 250 solcher Zelltypen.
Der Zellkern kann symbolisch auch als „Hirn“ der Zelle bezeichnet werden. Die Chromosome,
das sind fädige Strukturen im Zellkern, sind die Träger der Erbanlagen – der Gene.
Die Chromosomen bestehen aus zwei parallel liegenden Fäden (Chromatiden), die am
Zentromer zusammenhängen. Die Chromatiden sind genetisch identisch.
In einer menschlichen Köperzelle sind 46 Chromosome, welche sich durch Aussehen und
Grösse zu 23 homologen (genetisch nicht identischen) Chromosomenpaaren zusammenfassen
lassen. Das 23. Chromosomenpaar (Gonosome / Geschlechtschromosomen) entscheidet
auch über das Geschlecht des Menschen. Männer besitzen nur ein X- Chromosom und ein sehr
kleines Y-Chromosom (XY) und Frauen zwei relativ grosse X-Chromosomen als homologes
Chromosomenpaar (XX). Zellen bei denen von jedem Chromosom zwei Stück vorhanden sind,
nennt man diploid (2n). Geschlechtszelles sind 1n oder haploid.
Die wichtigsten chemischen Bestandteile der Chromosomen sind Proteine und Nukleinsäuren,
vor allem die Desoxyribonukleinsäure, kurz DNS oder englisch DNA.
Die Struktur der DNA ist eine Doppelhelix, welche man sich als verdrehte Strickleiter vorstellen
kann. Die Seitenteile der Strickleiter bestehen aus aufeinander folgende Zucker- (Desoxyribose)
und Phosphorsäure- Bausteinen. Die Leitersprossen werden von je wie Basen gebildet. Insgesamt
gibt es vier Basen: Sie heissen Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin und werden der
Einfachheit halber mit ihren Anfangsbuchstaben A, T, C und G abgekürzt. Das Besondere ist,
dass sich immer nur zwei bestimmte Basen zu einer Sprosse zusammenfügen: Adenin paart
sich stets mit Thymin und Cytosin stets mit Guanin. Die Abfolge dreier Basen definiert eine Aminosäure.
Die Verschlüsselung nennt man genetischen Code. Die Aminosäuren sind die Bausteine
der lebenswichtigen Eiweisse (Proteinen), ohne welche nichts in unserem Körper ablaufen
könnte. Die Gene legen also fest, was für ein Eiweiss entsteht und welche Aufgabe es im
Körper erfüllt.
Die genaue Zahl der menschlichen Gene ist unbekannt. Fachleute schätzen, dass es zwischen
30'000 und 150'000 Gene sind.
Damit die Zellen ihre Anzahl vermehren oder abgestorbene Zellen ersetzen können, teilen sie
sich. Dieser Prozess wird Mitose genannt. Die Abbildung 31 erklärt, wie aus einer Mutterzelle
zwei Tochterzellen mit identischer Erbinformation entstehen.
Ramona Küttel 102