Genetik ist die Wissenschaft davon, was dich ausmacht. Die Genetik erklärt, warum Sie rote Haare wie Ihr Vater, ein breites Lächeln wie Ihre Mutter und lange, dünne Beine wie Ihre Tante Helen haben. Sie benötigen ein leistungsstarkes Mikroskop, um in eine menschliche Zelle zu blicken und die Geheimformel zu entschlüsseln, die aus einer Reihe von Proteinen eine einzigartige Person macht.
Struktur und Funktion der DNA
Haben Sie sich jemals gefragt, warum Ihr Zwillingsbruder ein langsamer Schlurfer mit einem bösen Pitching-Arm ist, während Sie nicht die breite Seite einer Scheune treffen können, aber wie der Wind rennen können? Schuld daran sind drei kleine Buchstaben, die einen großen Einfluss auf Ihr Aussehen, Ihre Talente und sogar Ihr Temperament haben. Diese Buchstaben sind DNA und stehen für den langen wissenschaftlichen Namen Desoxyribonukleinsäure. So sagt man es: dee-OCK-see-rye-boh-NOO-klay-ick.
DNA ist ein Molekül, das die Informationen zur Herstellung von Proteinen enthält. Proteine bilden zusammen mit Wasser, Zucker, Fetten und DNA Ihre Zellen und bilden die Chemikalien, die Ihren Körper zum Funktionieren bringen. Ihre DNA ist das Rezept des Proteins. Es enthält die einzigartige Formel für Sie. Wenn Sie die DNA durch ein Elektronenmikroskop betrachten, sehen Sie eine Struktur, die einer spiralförmig verdrehten Leiter ähnelt, die als Doppelhelix bezeichnet wird. Die verdrehten DNA-Stränge sind sehr elegant und schön. Das Design von Ihnen stammt aus diesem erstaunlichen Kunstwerk und repliziert sich selbst, um in jeder neuen Zelle immer wieder dasselbe exakte Muster zu erzeugen, während sich Ihre Zellen teilen.
Gregor Mendels coole Bohnen
Ein österreichischer Mönch namens Gregor Mendel aus dem 19. Jahrhundert war der erste Mensch, der das Rätsel löste, warum Merkmale von Generation zu Generation auftreten. Gregor Mendel experimentierte in seinem Kloster mit Gartenerbsen, um herauszufinden, warum zwei verschiedene Pflanzen derselben Art immer wieder bestimmte Eigenschaften hervorbrachten.
Er kreuzte dicke runde Erbsen mit f altigen Erbsen – und bekam rundliche Erbsen. Dann bestäubte er diese Pflanzen mit runden Samen gemeinsam und bekam einige runde Erbsen und einige f altige Erbsen. So entdeckte er dominante und rezessive Gene. Das rezessive Merkmal – runzlige Erbsen – trat nach der ersten Generation bei etwa jeder vierten Pflanze wieder auf. Das Gleiche geschah, als er mit gelben und grünen Pflanzen arbeitete. Die gelben Pflanzen waren dominant und die grünen waren rezessiv.
Mendel hatte kein leistungsstarkes Mikroskop und wusste nichts über Gene, Chromosomen und DNA. Er entdeckte jedoch die Prinzipien, die Wissenschaftler heute zur Untersuchung der Genetik nutzen, und schrieb darüber, weshalb wir ihn wegen seiner bahnbrechenden Arbeit den „Vater der Genetik“nennen.
Dominant und rezessiv
Die Muster funktionieren wie folgt: Zwei Gene für blaue Augen, eines von Mama und eines von Papa, sorgen für blaue Augen. Ein Paar Gene für Größe lässt Sie wie Unkraut wachsen. Das Gleiche gilt für Merkmale wie blondes oder lockiges Haar, Hautfarbe, schwere oder empfindliche Knochen, Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit. Solange Sie von beiden Elternteilen die gleichen Gene erh alten, werden diese Merkmale bei Ihnen zum Ausdruck kommen.
Dominante Gene sind die stärksten und werden normalerweise mit einem Großbuchstaben gekennzeichnet – „B“zum Beispiel für braun. Rezessive Gene werden typischerweise von dominanten Genen verdeckt. Beschriften Sie das rezessive Gen für blaue Augen mit „b“– Kleinbuchstaben. Wenn Sie zwei dominante Gene für die Augenfarbe haben – BB – sind Sie eine braunäugige Schönheit. Vererbt man ein dominantes und ein rezessives Gen – Bb – erhält man die dominante Farbe: Braun. Wenn beide Elternteile ein rezessives Gen beisteuern, in diesem Fall blau-blau oder bb, haben Sie blaue Augen.
Das ist die Basisversion. Die Genetik ist etwas komplizierter. Sie können Merkmale erben, die in der DNA Ihrer Eltern liegen, aber nicht zum Ausdruck kommen. Beispielsweise könnte Ihr braunäugiger Vater das Gen von seinem blauäugigen Urgroßvater weitergeben. Passen Sie das an das blauäugige Gen Ihrer Mutter, und Sie haben Baby-Blues, selbst wenn Ihr Vater braunäugig ist.
Sei ein Genetiker
Extrahieren Sie Ihre DNA mit einfachen Haush altszutaten! Es ist ein echter Deal – aber vielleicht brauchen Sie Hilfe von den Eltern, die Ihnen bequemerweise ihre Chromosomen geliehen haben. Ohne ein hochentwickeltes Wissenschaftslabor und ein teures Elektronenmikroskop kann man die Doppelhelix nicht sehen. Mit einem Sportgetränk, Seife und eisk altem Alkohol kannst du deine DNA von deiner Spucke trennen.
Materialien
- Kleine Pappbecher (Größe einer Zahnarztpraxis)
- Lemon Ice Gatorade oder ein anderes klares Sportgetränk
- Klares flüssiges Spülmittel
- Ein Esslöffel Ananassaft
- 90-prozentiger bis 100-prozentiger Isopropylalkohol
- Ein klares Reagenzglas (aus Glas oder Kunststoff) mit einem Stopfen
- Reagenzglasständer oder ein kleines Gefäß oder Glas zur Aufbewahrung
- Ein dünner Holz- oder Bambusspieß
Wegbeschreibung
- Stellen Sie den Alkohol am Vorabend in den Gefrierschrank. (Es gefriert nicht, aber man braucht es eisk alt.)
- Stellen Sie Ihre gesamte Ausrüstung an einem gut beleuchteten Ort auf einen Tisch.
- Nehmen Sie einen großen Schluck des Sportgetränks und schwenken Sie es in Ihrem Mund hin und her, so wie Sie es beim Zahnarzt tun. Benutzen Sie Ihre Zähne, um beim Wischen sanft über die Seiten Ihres Mundes zu kratzen, um weitere Wangenzellen zu lockern.
- Schwenken Sie viel – zählen Sie bis mindestens 100. Spucken Sie das Sportgetränk in einen Pappbecher.
- Gieße den Inh alt des Pappbechers in das Reagenzglas, bis das Röhrchen etwa zu 1/3 gefüllt ist.
- Fügen Sie vorsichtig gerade so viel Spülmittel hinzu, dass das Reagenzglas zur Hälfte gefüllt ist. Stecken Sie den Stopfen in das Röhrchen.
- Legen Sie Ihren Daumen auf den Stopfen und drehen Sie das Röhrchen ein paar Mal hin und her, auf und ab. Schütteln Sie es nicht – Sie möchten keine Blasen oder Schaum.
- Öffne das Reagenzglas. Fügen Sie ein paar Tropfen Ananassaft hinzu – tropfen Sie einfach ein paar Tropfen in die Mischung. Dann den Stopfen verschließen und das Reagenzglas erneut drehen.
- Nehmen Sie den Alkohol aus dem Gefrierschrank und öffnen Sie das Reagenzglas wieder. Kippen Sie das Reagenzglas, sodass Sie einen kleinen Tropfen Alkohol in das Röhrchen gießen können. Sie möchten, dass der k alte Alkohol über dem Rest der Mischung schwimmt. Es hilft, den Alkohol an der Seite des Röhrchens herunterzutropfen – lassen Sie sich Zeit.
- Stellen Sie das Reagenzglas in die H alterung und lassen Sie es mindestens eine Minute lang aufrecht stehen.
- Sobald Sie eine Schicht weißer, klebriger Masse zwischen dem Alkoholschwimmer und dem Rest Ihres Wangenzell-Spuckcocktails sehen, stechen Sie den Spieß langsam in das Reagenzglas, sodass seine Spitze die weiße, klebrige Masse berührt.
- Drehen Sie den Spieß vorsichtig in eine Richtung, sodass sich die klebrige Masse darum legt und Sie Ihre DNA-Probe aus dem Reagenzglas ziehen können.
Was passiert
Das Sportgetränk enthält Salze, die dabei helfen, Zellmembranen aufzubrechen und DNA freizusetzen. Reinigungsmittel ziehen sowohl Fett- als auch Wassermoleküle an, sodass das flüssige Spülmittel dabei hilft, die Fette und das Wasser aus den Zellen von der DNA zu entfernen. Die Enzyme im Ananassaft bauen die Zellmembranen noch stärker ab.
DNA löst sich in Wasser, aber nicht in Alkohol. Der k alte Alkohol „zog“also die DNA aus der flüssigen Lösung. Es sammelte sich direkt unter dem Alkoholschwimmer, und da konnte man es sehen. DNA-Stränge wollen sich von Natur aus zusammenrollen, also wickeln sie sich um einen Spieß, wenn man ihn nur in eine Richtung dreht.
Wenn Sie Ihre DNA eine Weile beh alten möchten, um sie zu bewundern, geben Sie sie in ein sauberes, leeres Babynahrungsglas mit etwas Alkohol. Mit diesem Experiment können Sie DNA aus Früchten wie Erdbeeren oder Kiwis extrahieren. Imagination Station erklärt es Ihnen.
Lustige, verblüffende Fakten
- Alle Menschen mit blauen Augen hatten einen gemeinsamen Vorfahren, der vor 10.000 bis 6.000 Jahren lebte.
- Die seltenste Kombination genetischer Merkmale sind rote Haare und blaue Augen. Beide Gene sind rezessiv und nur ein Prozent der Menschen hat diese Kombination.
- Jeder einzelne Mensch hat einige Gene von einer gemeinsamen Vorfahrin, einer Frau, die vor mindestens 200.000 Jahren lebte und die Wissenschaftler „Mitrochondrien-Eva“nennen. Du erbst diese Gene von deiner Mutter.
- Wenn Sie es hassen, Brokkoli zu essen, geben Sie Ihren Genen die Schuld. Manche Menschen haben geerbte Geschmacksknospen, die stark auf die Bitterkeit von Kohl, Brokkoli und anderen Pflanzen der Gattung Brassica reagieren. Brokkoli ist vielleicht gut für Sie, aber sagen Sie das Ihrer Zunge. Viel Glück beim Teilen dieser praktischen Tatsache mit deiner Mutter.
- Bananen sind eine genetische Kreuzung, die als Hybrid bezeichnet wird. Wildbananen aus Afrika waren hart, nicht sehr schmackhaft und voller Kerne. Der Mensch experimentierte mit verschiedenen Variationen, um die kernfreien, süßen und weichen Früchte zu kreieren, die wir heute essen.
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Genetische gemeinsame Abstammung Menschliche und Gorilla-DNA sind zu 98 Prozent gleich. Menschen sind Gorillas genetisch näher als anderen Affen, wie zum Beispiel Orang-Utans.
- Ein einzelnes Chromosom bestimmt, ob du ein Junge oder ein Mädchen bist. Mädchen haben zwei „X“-Chromosomen; XX entspricht weiblich. Jungen haben ein „X“-Chromosom und ein „Y“-Chromosom – XY.
- Die DNA in einer einzelnen Zelle Ihres Körpers ist länger als Sie. Wenn Sie alle Ihre DNA-Stränge gerade strecken und aneinanderlegen würden, hätte das Band etwa den doppelten Durchmesser des gesamten Sonnensystems.
Mehr zu entdecken
Das American Museum of Natural History verfügt über eine interaktive Online-Website, Ology, die auf ihrer Seite „The Gene Scene“unzählige Aktivitäten bietet. Entdecken Sie coole Modelle, die Sie herstellen können, Experimente zum Ausprobieren und einen Klonabschnitt rund um Dolly, das Schaf.
DNA is Here to Stay von Dr. Fran Balkwill ist ein kinderfreundlicher, wunderbar illustrierter, klarer Einblick in die Genetik, der für Kinder im schulpflichtigen Alter zugänglich ist, aber auch vollgestopft mit leicht verständlichen Informationen für ältere Kinder. Versuchen Sie in Ihrer Bibliothek oder bei einem Online-Buchhändler ein neues oder gebrauchtes Exemplar.
Gene sind erst der Anfang
Genetik ist eine faszinierende und sich entwickelnde Wissenschaft mit vielen Geheimnissen, die es zu lüften gilt. Es verrät viel darüber, warum Lebewesen so aussehen und sich so verh alten, wie sie es tun. Landwirte und Botaniker experimentieren, um die gesündesten Pflanzen mit den meisten Blüten oder Früchten zu finden oder alte Arten sorgfältig für zukünftige Generationen zu bewahren. Tierzüchter bringen Männchen und Weibchen einer Art mit den besten Eigenschaften zusammen, um kräftige Nachkommen zu zeugen.
Ein Test kann Ihnen manchmal sagen, ob Sie ein Familiengen für ein Gesundheitsproblem geerbt haben. Die Genetik liefert Ihnen Informationen, die Sie nutzen können. Aber es definiert dich nicht. Ihre Umgebung hat großen Einfluss auf Ihre Gesundheit, darauf, wie Sie lernen, welche Aktivitäten Sie wählen oder ob Sie ein sonniges oder feierliches Gemüt haben. Letztendlich kann die Genetik viel über Sie erklären. Die wahre Kraft der Natur, die darüber entscheidet, wie Sie Ihr Leben gest alten, sind jedoch Sie.
