Wasser-Wissen


Mutation

Veränderung des genetischen Materials in Zellen. 

  • Somatische Mutation: Mutationen in Körperzellen können zur Veränderung im Wachstums oder der Funktion der Körperzellen bis hin zu Krebs führen
  • Keimzellen-Mutation: Mutationen in Keimzellen können sich auf die Nachkommen auswirken. Nach der darwinistischen Evolutionstheorie bilden (Keimzellen-)Mutationen und Selektion die Grundpfeiler der Evolution, bei der sich die bestangepassten Organismen durchsetzen. 

Mutationen sorgen für die genetische Bandbreite der Organismen, aus denen dann mittels Selektion ausgewählt wird (Konkurrenz). Mutationen können spontan erfolgen, durch mutagene Chemikalien oder ionisierende Strahlung (Strahlenschäden) verursacht werden oder durch Fehler in der Meiose (natürliche Chromosomenreduktion) auftreten. Man unterscheidet verschiedene Arten von Mutationen: 

  1. Gen-Mutation (auch Punkt-Mutation): eine Mutation, die die Basensequenz der DNS eines einzelnen Gens ändert (austauscht, eliminiert oder einfügt). Gen-Mutationen können in vielen Fällen von zelleigenen Reparaturmechanismen behoben werden. 
  2. Chromosomen-Mutation (Chromosomenaberrationen): insbesondere durch chemische Substanzen oder ionisierende Strahlung (Strahlenschäden) ausgelöste Veränderungen der Form und Struktur von Chromosomen, wie z.B. Verlust, Verlagerung oder Einbau von Chromosomenstücken. Chromosomen-Mutationen haben meist schwerwiegende Folgen, Keimdrüsen-Mutationen wirken im vorgeburtlichem Zustand überwiegenden tödlich. 
  3. Genom-Mutation: Mutation, die die Anzahl der Chromosomen erhöht oder erniedrigt. Beim Menschen z.B. führt das 3-fache statt 2-fache Vorhandensein des Chromosoms 21 zum Mongolismus. In der Pflanzenzüchtung spielt die Vervielfachung (Polyploidisierung) von Chromosomensätzen eine wichtige Rolle bei der Vergrößerung der Früchte und damit Steigerung der Erträge. Polyploide Abkömmlinge sind oft unfruchtbar, so dass Bauern ihr Saatgut nicht mehr selbst von der Ernte abzweigen können, sondern auf kommerzielle Genbänke angewiesen sind. 

Die meisten Gen- und Chromosomen-Mutationen wirken sich gerade bei höheren Organismen nachteilig aus und führen zu Totgeburten, Missbildungen und Krankheiten. Neue Chemikalien müssen daher nach dem Chemikaliengesetz vor der Zulassung Mutagenitäts-Tests (Ames-Test) absolvieren. Die zunehmende Radioaktivität in der Umwelt (Kernkraftwerk Wiederaufarbeitung, Brennstoffkreislauf, Atommüll) erhöht dauerhaft die Mutationsrate und kann zur genetischen Zeitbombe werden (Genetische Strahlenschäden). Spontane Mutation bei Bakterien versetzen diese in die Lage, in kurzer Zeit Antibiotika-Resistenzen zu entwickeln, indem die Umwelt (antibiotikahaltiges Medium) aus den mutierten Bakterien die (zufällig) resistenten selektiert.