Mutation - Evolutionsfaktor

DNA-Schäden sind Strukturveränderungen der DNA.

Durch diese Strukturveränderungen entstehen Mutationen. Die Strukturveränderungen können spontan entstehen oder durch Mutagene ausgelöst werden.

Mutationen können zu phänotypischen Veränderungen führen und bilden damit die Grundlage der Evolution.

Bedeutung

Mutationen sind die molekularen Auslöser für die Entstehung neuer Allele im Genpool einer Population. Dadurch beeinflussen sie die Genvariabilität extrem stark. Ohne Genvariabilität keine Evolution.

Mutationen sind immer zufällig und ungerichtet. Dadurch können Mutationen negative, positive und neutrale Folgen haben.

Das betrifft aber nur vererbbare Mutationen (Keimbahnmutationen).

Folgen

Je nach Mutationsart kann es zu unterschiedlichen Folgen kommen:

Positive Folgen

Mutationen mit positiven Folgen verschaffen den Individuen einen selektiven Vorteil gegenüber denen, welche die Mutation nicht besitzen.

• Ein selektiver Vorteil erhöht die Fitness des betroffenen Individuums
• Eine erhöhte Fitness führt zu mehr Nachkommen
• Das durch die Mutation entstandene Merkmal verbreitet sich in der Population

Positive Folgen treten in der Regel nur durch (mehrere) kleinere Mutationen wie Punktmutationen ein.

Neutrale Folgen

Neutrale Folgen besitzen keinen oder nur unwichtigen Einfluss auf die Fitness. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten:

• Oft liegt sie dann auf einem inaktiven oder genetisch unbedeutsamen Gen
• Die Mutation ist eine stille (Gen-)Mutation
• Die Mutation wird phänotypisch ausgeprägt, besitzt aber keinen relevanten Einfluss

Negative Folgen

Mutationen mit negativen Folgen führen im schlimmsten Fall zum Tod. Falls nicht, verschaffen sie dem Inidividuum einen selektiven Nachteil gegenüber denen, welche die Mutation nicht besitzen.

• Ein selektiver Nachteil vermindert die Fitness des betroffenen Individuums
• Eine verminderte Fitness führt zu weniger Nachkommen
• Die Gene des Individuums sterben in der Population quasi aus

Negative Folgen können durch jegliche Mutationsformen auftreten (Chromosomen-, Genom- und Genmutationen).

Beispiel

Laktose-Toleranz

Die Laktose-Toleranz des Menschen beruht auf einer Mutation. Der Mensch besaß die Fähigkeit Milchzucker zu spalten nur als Säugling/Kind. Die Haltung von Nutztieren eröffnete einen Selektionsmechanismus für diese Mutation.

Erwachsene Menschen, die Milch vertragen, hatten einen erheblichen Vorteil gegenüber den Laktose-Intoleranten. Dadurch entstand ein Selektionsdruck für das Vertragen von Milch im Erwachsenenalter.

Sichelzellenanämie

Bei der Sichelzellenanämie ändern über 50% der roten Blutkörperchen ihre ovale eingedellte Form in eine sichelartige Form. Die roten Blutkörperchen verklumpen dann und können kleine Blutgefäße verstopfen.

Ursache dieser Krankheit ist eine Punktmutation im zuständigen Gen.