Katzenforschung | Genetik

von Marcus Skupin | Welt der Katzen

Die Genetik ist die Lehre der Vererbung. Sie befasst sich mit den Gesetzmäßigkeiten bei Ausbildung und Weitergabe genetischer Informationen über die Träger der Erbinformationen, die Gene.

Alle bekannten Lebewesen verfügen über Gene. Gene sind definierte Abschnitte der DNA (DesoxyriboNucleinAcid, zu deutsch: DesoxyriboNukleinSäure, kurz auch: DNS), die in Form einer Doppelhelix auf den Chromosomen angeordnet ist. Die Gene enthalten alle erforderlichen Baupläne eines Lebewesens. Beim Menschen sind 19.042 Gene [1] auf 46 Chromosomen verteilt, die sich im Zellkern einer jeden Zelle befinden (Ausnahme: Geschlechtschromosomen, d.h. Eizelle und Samenzelle, weisen lediglich einen halben Chromosomensatz auf) und in ihrer Gesamtheit das Genom darstellen.

• Der Mensch
• Chromosomenzahl unterschiedlicher Lebewesen
• proteincodierende Gene (haploid. Chromosomensatz)
• Genetik der Katze
• Exkurs: Klonkatzen
• Artenvergleich

Während Menschen im Normalfall über 46 Chromosomen (19.042 Gene) verfügen [1], weichen diese Zahlen bei anderen Lebewesen - zum Teil erheblich - ab.

Größere Chromosomenzahlen kommen beispielsweise beim Adlerfarn (104), Wurmfarn (164), Schachtelhalm (216) und der Natternzunge (480) vor. Auch manche Tier verfügen über größere Chromosomenzahlen, so der Karpfen (104) oder die Krabbe (254).

Die Zahl der Chromosomen lässt übrigens keinen Rückschluss auf die Zahl Gene (besser: der proteincodierenden Gene) zu. Einen kleinen Vergleich der Gene in einzelnen Genomen enthält die folgende Tabelle.

Karyo-Normaltyp der meisten Katzenarten (Kater)

© 2017, Welt der Katzen | Marcus Skupin

Katzen (zumindest die meisten Arten) verfügen über 38 Chromosomen (Karyotyp: 38,XX | 38,XY) im doppelten Chromosomensatz. Es gibt jedoch Ausnahmen: Die in Amerika vorkommenden Katzenarten Marguay, Ozelot, Kleinfleckkatze und Oncille besitzen im doppelten Chromosomensatz lediglich 36 Chromosomen.

Bei Katzen kommen - wie auch beim Menschen - vereinzelt Chromosomenanomalien vor, die häufig die Zahl der Geschlechtschromosomen betreffen (Veränderung des Karyotyps).

Die Genetikseiten der Welt der Katzen enthalten eine Aufstellung über zahlreiche Allele der Katze (d.h. die mögliche Ausprägung einzelner Katzengene). Zudem sind Informationen über monogene und polygene Gendefekte bei Katzen verfügbar, soweit eine Relevanz nach dem deutschen Tierschutzrecht gesehen wird.
Ein Teil möglicher Gendefekte und damit einhergehenden Erkrankungen der Katze (Erbkrankheiten) kann durch genetische Untersuchungen (Gentests) festgestellt oder ausgeschlossen werden.

Durch genetische Untersuchungen von O'BRIEN und JOHNSON an den bekannten Katzenarten ergeben sich interessante Aspekte bezüglich der Verwandtschaft der Katzen und damit auch ihrer Entwicklung. Hierdurch gibt es auch Auswirkungen hinsichtlich der systematischen Einteilung der rund 40 wilden Katzenarten.

Informationen zu den Möglichkeiten des Klonens von Katzen (und anderen Haustieren) finden sich im Exkurs: Klone.

Betrachtet man die funktionalen Ähnlichkeiten in den Genomen einzelner Arten, so führt auch dies zu interessanten und teilweise verblüffenden Ergebnissen.

Der DNA-Code:

Genetische Informationen der DNA werden durch 20 verschiedene Aminosäuren codiert, die wiederum aus Codons von je drei Basen (Triplets) bestehen. Bei der Transkription wird die doppelsträngige DNA in einsträngige RNA umgeschrieben. Dabei wird die Nukleinbase Thymin durch Uracil ersetzt. Im genetischen Code der mRNA erscheint daher statt dem "T" ein "U". (ms)

Die Abweichungen in den genannten Angaben beruhen auf unterschiedlichen Berechnungsmethoden.

Zu berücksichtigen ist, dass die unterschiedliche Chromosomenzahl keine bisher konkret bekannten Auswirkungen auf die Komplexität eines Organismus hat. Ein Grund hierfür dürfte darin zu suchen sein, dass die DNA u.a. erhebliche nicht codierende Sequenzen aufweist, deren Funktion bisher nicht geklärt werden konnte. Diese Sequenzen werden bei Vergleichsanalysen (aus Relevanzgründen) im Regelfall nicht untersucht. Würde man dies tun, ergäben sich voraussichtlich erheblich größere Abweichungen zwischen den Arten.

Interessant auch: Vergleichende Untersuchungen von Katzenartigen mit Primaten ergaben, dass beispielsweise Hauskatze und Tiger die letzten gemeinsamen Vorfahren vor rund 10,8 Mio. Jahren gehabt haben müssen. Die Übereinstimmung in ihren Genomen liegt bei 95,6 %. Die Unterschiede in den Genomen von Mensch und Gorilla, deren letzte gemeinsame Vorfahren vor rund 8,8 Mio. Jahren gelebt haben dürften sind rund 2 Mio. Jahre jünger. Hier liegt die Genomübereinstimmung bei 94,8%.

[1] http://www.news.de/panorama/1213/mensch-ist-nicht-maus/1/ (2009)
[2] https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/menschenrassen/42123
[3] https://rp-online.de/panorama/wissen/forschung/maenner-aehneln-affen-mehr-als-frauen_aid-14244865 (2012)
[4] http://www.einfachtierisch.de/katzen/katzenhaltung/hauskatzen-und-tiger-sind-genetisch-fast-identisch-id100885/
[5] https://www.uni-landau.de/kluge/Beitraege_zur_S.u.S/Was_der_Mensch.pdf
[6] https://www.wissenschaft.de/geschichte-archaeologie/unsere-verwandten-unter-der-genetischen-lupe/ (2012)
[7] https://de.wikipedia.org/wiki/Genetische_Variation_(Mensch) (2018)
[8] https://www.morgenpost.de/kultur/berlin-kultur/article115517396/Erbgut-der-Mensch-ist-zur-Haelfte-eine-Banane.html (2013)
[9] http://www.genius.co.at/index.php?id=644 (2014)
[10] http://www.eseb2011.de/dna-unterschied/ (2012)
[11] https://www.fluter.de/du-bist-doch-banane (2016)
[12] Cho Ys et al.: Vergleichende Analyse des Tigergenoms, Nature Commun 4: 1-7, 2013
[13] Markl J., Sadava D., Hillis D.M., Heller H.C., Hacker S.D.: Genome. In: Markl J. (eds) Purves Biologie. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2019

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