Mutationen

Eine Zelle. Einer der Bausteine des Lebens. Hier ist der Zellkern und in ihm finden wir die Chromosomen. Die Chromosomen bestehen aus langen Molekülen, DNA-Molekülen. Und in der DNA, die über dieses lange Molekül verteilt ist, finden wir die Gene, die "Rezepte", welche die Merkmale von jedem Individuum bestimmen.

Von diesem Pilz, diesem Leopard, diesem Apfelbaum. Sie sehen aus, wie sie aussehen, und funktionieren, wie sie es tun, wegen der Gene, die sie haben. Erinnerst du dich daran, wie Gene funktionieren? Das DNA-Molekül ist wie eine verdrehte Strickleiter. Die Sprossen auf der Leiter unterscheiden sich voneinander.

A, T, G, A, C, C, ... Die Buchstaben sind vier verschiedene Stoffe, die paarweise, als Basenpaare, an der Leiter angebracht sind. Die Anordnung dieser Basenpaare sind Protein-Rezepte. Wenn die Basenpaare in unterschiedlicher Reihenfolge verknüpft werden, entstehen verschiedene Proteine und verschiedene Eigenschaften. Zurück zur Zelle.

Jetzt teilt sie sich. Auf diese Weise vervielfältigen sich Zellen. Wenn die Zelle sich teilt, werden Kopien von den Chromosomen angelegt, und von den Genen. Überprüfung! A, T, G, A, G, T, ... Und hier, in der neuen Zelle: A, T, G, A, G, T, ...

Ja, scheint zu stimmen. Dieselben Gene in der neuen Zelle, wenn man sie mit der Mutterzelle vergleicht. Jetzt teilt sich die Zelle wieder. Und wieder werden Kopien der Chromosomen angelegt. Und die Gene werden auch vervielfältigt.

Perfekte Kopien. Aber warte mal eine Sekunde. Irgendetwas stimmt nicht. A, T, G, A, G, ... G!

Siehst du das? Die Kopie ist nicht ganz perfekt. Das Chromosom ist im Vergleich zur Mutterzelle ein bisschen anders. Es gab eine Veränderung in dem Genom, eine Mutation. Also, wenn eine Kopie von einem Chromosom angelegt wird, ist das Ergebnis nicht total perfekt.

Es wird fast perfekt. Wenn eine Zelle sich teilt, kommt es in ungefähr einem von 100.000 Basenpaaren zu einem Fehler! Aber da ein menschliches Wesen Milliarden Basenpaare in der DNA hat, kommt es jede Sekunde in deinem Körper zu Mutationen. Die Zelle hat dagegen einen Schutz. Sie hat einen Mechanismus, der falsche Kopien in fast allen Fällen ausbessert, aber manchmal kann ein seltsamer Fehler durchrutschen.

Wir haben gerade gesehen, wie das Basenpaar T-A in der Kopie verloren ging und durch das Basenpaar C-G ausgetauscht wurde. Das Basenpaar wurde bei der Mutation ersetzt. Aber Mutationen können auch auf andere Arten auftreten. Schau mal! Jetzt verschwindet ein Basenpaar während des Kopiervorgangs und ...

wird nicht ersetzt. Die Mutation entsteht, weil eine Sprosse der Leiter verschwindet. Jetzt teilt sich die Zelle wieder. DNA wird kopiert und nun ... Ein zusätzliches Basenpaar taucht auf.

Eins, das vorher nicht da war. Das sind drei Arten von Mutationen, die vorkommen können. Alle drei haben zur Folge, dass die Anordnung der Basenpaare in den DNA-Molekülen nur ein kleines bisschen verändert werden, wenn man sie mit der Mutterzelle vergleicht. Das bedeutet, dass das Protein-Rezept sich nur ein kleines bisschen verändert. Macht das was aus?

Größtenteils besteht das DNA-Molekül nicht aus Genen. Und es enthält auch keine Protein-Rezepte. Und wenn die Mutation in einem dieser Teile auftaucht, passiert nicht besonderes. Keins der Rezepte ist betroffen und dadurch baut die Zelle wie gewohnt weiter Proteine. Aber, wenn die Mutation in einem Gen auftritt, das in einem der Buchstaben enthalten ist, die der Zelle mitteilen, wie sie das Protein zu bauen hat, dann beginnt die Zelle möglicherweise, neue Proteine zu erzeugen, die der Zelle in irgendeiner Art neue Merkmale geben.

Das passiert selten, aber es kommt vor. Normalerweise hört die Zelle dann auf zu arbeiten und stirbt. Wenn man Pech hat, kann die Zelle sich zu einer Krebszelle entwickeln, die sich teilt und den Körper angreift. Mutationen sind also meistens bedeutungslos. In seltenen Fällen können sie Krankheiten verursachen.

Und in sehr seltenen Fällen, wenn Mutationen in einem Gen auftreten und in einer Zelle, die der Beginn eines neuen Individuums sind, zum Beispiel in einer Ei- oder Samenzellen, dann hat eine winzige Veränderung im Genom stattgefunden. Eine Veränderung, die an die nächste Generation weitergegeben wird und deren Merkmale beeinflussen kann.