Genkopplung

Unter Genkopplung versteht man in der Genetik das Phänomen, dass manche durch Gene kodierte Merkmale im Laufe mehrerer Generationen gemeinsam vererbt werden. Die Gene verhalten sich dabei nicht entsprechend der dritten mendelschen Regel (Unabhängigkeitsregel). Dieses Phänomen tritt auf, da die Anzahl der Gene die Anzahl der homologen Chromosomenpaare bei weitem übersteigt. Beim Menschen etwa müssen circa 20 000 - 25 000 Gene auf 23 Chromosomen aufgeteilt werden. Ein Chromosom kann man hierbei auch als Kopplungsgruppe bezeichnen, die Gene darauf werden gemeinsam vererbt.

Während der Meiose kann es zum Austausch von genetischem Material zwischen den Chromosomen kommen. Während sich die vier Chromatiden zweier homologer Chromosomen nebeneinander zu einer Tetrade anordnen (Synaptonemaler Komplex), entstehen Überlagerungen und Brüche der Chromatiden, die über Kreuz wieder verknüpft werden (Chiasmata) und somit rekombinieren. Diesen Vorgang nennt man auch Crossing-over. Dabei können Gene eines Chromosoms auch voneinander getrennt werden (sie werden „entkoppelt“). Gene auf unterschiedlichen Chromosomen sind stets entkoppelt, was daraus ersichtlich wird, dass sie nach der dritten mendelschen Regel vererbt werden.

Je näher zwei Gene beieinander liegen, desto seltener werden sie getrennt, die Rekombinationswahrscheinlichkeit verhält sich also proportional zur Entfernung der Gene zueinander. Durch diesen Zusammenhang kann man mit Hilfe von mindestens drei Genen eine Kartierung auf einem Chromosom vornehmen. Dies geschieht mit einer sogenannten Kopplungsanalyse. Auch der relative Abstand von Genen ist somit ermittelbar (Genkarte). Werden zwei Gene in einem Fall pro 100 Meiosen getrennt, so hat man definiert, besitzen sie einen Abstand von 1 centiMorgan (cM). Beim Menschen entspricht ein 1 cM durchschnittlich etwa 1 Million Basenpaaren, das kann jedoch stark variieren.

Es gibt auch Häufungspunkte (hot spots) für die Bildung von Chiasmata, sodass bestimmte Gene häufiger gemeinsam vererbt werden, als es statistisch der Fall wäre. Ein Beispiel für Genkopplung sind die Gene, die für die Selbstinkompatibilität bei Pflanzen zuständig sind.

Quellen

• James D. Watson, Molekularbiologie, 6. aktualisierte Auflage, 2011 Pearson Studium, ISBN 978-3-86894-029-9
• Katharina Munk, Taschenlehrbuch Biologie Genetik, 2010 Georg Thieme Verlag, ISBN 978-3-13-144871-2