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Reparaturwerkstatt für DNA-Schäden

Forschung: Fortpflanzung im Fokus Reparaturwerkstatt für DNA-Schäden

Die Meiose, ein Mechanismus der Zellteilung, ist eines der grundlegendsten Merkmale der sexuellen Fortpflanzung. Wissenschaftler aus Göttingen und Iran, haben die Meiose bei asexueller Fortpflanzung untersucht. Ihre Ergebnisse stützen die These, dass die Meiose der Reparatur von DNA-Schäden diente.

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Nicht nur Pflanzen, auch Blattläuse pflanzen sich asexuell fort.

Quelle: r

Göttingen. Bei der Meiose findet eine genetische Rekombination statt, und die Zahl der Chromosomen wird halbiert. In zwei Teilungsschritten entstehen vier genetisch verschiedene Zellkerne. Der Vorgang läuft bei allen Lebewesen mit Zellkern ähnlich ab. Wissenschaftler der Universität Göttingen und der University of Kurdistan in Sanandaj, Iran, haben nun untersucht, welche Schritte der Meiose bei asexueller Fortpflanzung verändert oder übersprungen werden. Der Review-Artikel ist in der Fachzeitschrift Proceedings of the Royal Society B erschienen.

„Die eigentliche evolutionäre Funktion der Meiose ist nach wie vor umstritten, weil es ein relativ aufwändiger, fehleranfälliger und risikoreicher Prozess ist, der für die genetische Konstitution der Nachkommenschaft sowohl positive als auch negative Auswirkungen haben kann“, erläutert Prof. Elvira Hörandl vom Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften der Universität Göttingen. „Es ist dadurch immer noch nicht geklärt, warum sexuelle Fortpflanzung in der Natur überhaupt vorherrschend ist.“

Die Wissenschaftler stellten aus der Literatur zusammen, inwieweit bei asexueller Fortpflanzung von Tieren, Pflanzen und Pilzen die einzelnen Teilschritte der Meiose verändert oder stillgelegt werden. Dabei fanden sie heraus, dass letztlich alle asexuellen Fortpflanzungsformen entweder Modifikationen des Meiose-Zyklus darstellen oder die Meiose fakultativ beibehalten. Die Schritte zu Beginn des Zyklus bleiben bei nahezu allen Formen erhalten, während die folgenden Schritte der Meiose entfallen können. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass diese ersten Schritte viel eher der Reparatur von DNA-Schäden als der Neuzusammensetzung von Genen dienen könnten, weil nur ein Bruchteil der Prozesse tatsächlich zur Rekombination führt.

„Unsere Ergebnisse unterstützen die Theorie, dass die Meiose ursprünglich ein Prozess zur Reparatur von DNA war, um für die Keimbahnzellen eine besonders gute Qualität des Erbgutes zu garantieren“, so Hörandl. „Viele Einzelprozesse der Meiose sind allerdings nach wie vor nicht ausreichend untersucht worden. Fortschritte zu diesem Thema sind vor allem von interdisziplinärer Forschung zu erwarten.“

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