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<\/p>\nAls Moleku\u00adlare Uhr bezeich\u00adnet man eine Meth\u00adode, anhand der Anzahl von Muta\u00adtionen im Genom zweier eng mitein\u00adander verwandter Arten auf den Zeit\u00adpunkt zur\u00fcck\u00adzuschlie\u00dfen, zu dem sich die beiden Arten im Stammbaum vonein\u00adander abgez\u00adweigt haben.<\/p>\n
Grundbedin\u00adgung f\u00fcr dieses Konzept ist die Annahme, dass das Leben auf der Erde mono\u00adphylet\u00adisch ist, dass also alles Leben auf der Erde von demsel\u00adben Ur-Lebewesen abstammt. Dies bedeutet, f\u00fcr zwei beliebige Lebewesen gibt es immer einen gemein\u00adsamen Vorfahren, von dem ausge\u00adhend sich diese Lebewesen entwick\u00adelt haben.<\/p>\n
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Stammbaum des Lebens:<\/strong> Ausge\u00adhend von einem allen Lebewesen gemein\u00adsamen Vorfahr haben sich alle Lebewesen durch Aufspal\u00adtung in jeweils zwei \u00c4ste entwick\u00adelt, die sich wiederum in zwei \u00c4ste aufgespal\u00adten haben und so weiter. (Quelle: opentreeoflife.org).<\/p>\n Diese Annahme wird gest\u00fctzt durch die Tatsache, dass alle Lebewesen die gleichen Bausteine des Lebens benutzen. Diese umfassen die in allen Lebewesen gleichen f\u00fcnf<\/strong> Nucle\u00adotide<\/strong> Adenin, Cytosin, Guanin, Uracil und Thymin, die die Inform\u00ada\u00adtion\u00adsein\u00adheiten der Nucle\u00adin\u00ads\u00e4uren bilden, die eben\u00adfalls gleichen ca. 20<\/strong> L\u2011Aminos\u00e4uren<\/strong> als Bausteine f\u00fcr Eiwei\u00dfe (Proteine) und den f\u00fcr alle Lebewesen identischen genet\u00adischen Code<\/strong>, der einer Folge aus jeweils drei Nucle\u00adotiden eine bestim\u00admte Aminos\u00e4ure zuordnet.<\/p>\n Das Wissen um den Zeit\u00adpunkt, zu dem sich Arten von einander getrennt haben, ist aus mehr\u00aderen Gr\u00fcnden von Bedeu\u00adtung. Zum einen gibt der Zeit\u00adpunkt Hinweise darauf, ob heutzutage als direkt verwandt angese\u00adhene Arten dies auch tats\u00e4ch\u00adlich sind. Zum zweiten lassen sich die Aufspal\u00adtun\u00adgen evtl. mit Umweltereign\u00adis\u00adsen verkn\u00fcp\u00adfen, die sie m\u00f6glich\u00ader\u00adweise ausgel\u00f6st oder bef\u00f6rdert haben.<\/p>\n Die voll\u00adst\u00e4ndige Inform\u00ada\u00adtion jeder Zelle \u00fcber ihren Aufbau und ihre Funk\u00adtionsm\u00f6g\u00adlich\u00adkeiten ist in ihrem genet\u00adischen Mater\u00adial, dem sog. Genom, in Form der Ribo\u00adnuc\u00adlein\u00ads\u00e4ure (RNA<\/span>, f\u00fcr ribo\u00adnuc\u00adleic acid<\/em>) bzw. Desoxyribo\u00adnuc\u00adlein\u00ads\u00e4ure (DNA<\/span>) gespeich\u00adert. In diesen Nucle\u00adin\u00ads\u00e4uren sind die oben erw\u00e4h\u00adnten Nucle\u00adotide ketten\u00adf\u00f6r\u00admig organ\u00adis\u00adiert, und ihre Reihen\u00adfolge inner\u00adhalb dieser Kette codiert die Inform\u00ada\u00adtion. Bei der Zellver\u00admehrung muss eine identische Kopie einer Zelle erstellt werden, ehe sich die Zelle teilen kann. Obwohl der Kopi\u00ader\u00advor\u00adgang mit hoher Genauigkeit erfolgt, ist es prin\u00adzipi\u00adell unm\u00f6g\u00adlich, dass er immer abso\u00adlut fehler\u00adfrei gelingt. Diese Kopi\u00ader\u00adfehler nennt man Muta\u00adtionen. Wird die genet\u00adische Inform\u00ada\u00adtion in die Synthese von Eiwei\u00dfen (Proteinen) umge\u00adsetzt, f\u00fchrt eine Muta\u00adtion zu einer Ver\u00e4n\u00adder\u00adung der produzier\u00adten Eiwei\u00df\u00admolek\u00fcle, was wiederum Ver\u00e4n\u00adder\u00adungen der Zellei\u00adgenschaften zur Folge hat. Dies wiederum bildet die Grundvoraus\u00adset\u00adzung f\u00fcr die Evol\u00adu\u00adtion<\/a>.<\/p>\n <\/p>\n Allerd\u00adings spielt es eine Rolle, wo im Genom die Muta\u00adtionen auftre\u00adten. Die Inform\u00ada\u00adtion im Genom teilt sich n\u00e4mlich auf in Struk\u00adturgene und Regu\u00adlat\u00adorgene. Struk\u00adturgene<\/em> sind Gene, die Eiwei\u00dfe wie Enzyme oder Speich\u00ader\u00adstoffe codieren. Ver\u00e4n\u00adder\u00adungen aufgrund von Muta\u00adtionen in diesen Genen bezeich\u00adnet man als moleku\u00adlare Evol\u00adu\u00adtion<\/em>. Regu\u00adlat\u00adorgene<\/em> bestim\u00admen, wie und in welchem Kontext Struk\u00adturgene abge\u00adlesen, d.h. Eiwei\u00dfe produziert werden. Auf Muta\u00adtionen in diesen Genen zur\u00fcck\u00adge\u00adhende Ver\u00e4n\u00adder\u00adung wird als morpho\u00adlo\u00adgis\u00adche Evol\u00adu\u00adtion<\/em> bezeich\u00adnet. Es gibt keine Beziehung zwis\u00adchen der Geschwindigkeit der moleku\u00adlaren Evol\u00adu\u00adtion und der morpho\u00adlo\u00adgis\u00adchen Evol\u00adu\u00adtion. W\u00e4hrend die Muta\u00adtion in Struk\u00adturgenen mit relativ konstanten Muta\u00adtion\u00adsraten erfolgt, erscheint die Muta\u00adtion in genreg\u00adu\u00adlat\u00ador\u00adischen Sequen\u00adzen unre\u00adgel\u00adm\u00e4\u00dfig aufzutreten.<\/span><\/p>\n Bei regel\u00adm\u00e4\u00dfig auftre\u00adtenden Muta\u00adtionen lassen sich mit dieser Meth\u00adode anhand von Ver\u00e4n\u00adder\u00adungen in Mark\u00ader\u00adpro\u00adteinen z.B. die Entstehung des modernen Menschen, d.h. seine Abspal\u00adtung von seinen mensch\u00adlichen Vorfahren, die Abspal\u00adtung des Menschen von den Menschen\u00adaf\u00adfen oder sogar der Zeit\u00adpunkt der sog. Kambrischen Radi\u00adation ermit\u00adteln, in deren Zuge sich in k\u00fcrzester Zeit die grundle\u00adgenden K\u00f6rperbaupl\u00e4ne fast aller heute noch existi\u00ader\u00adenden Tier\u00adst\u00e4mme entwick\u00adelt haben.<\/p>\n Voraus\u00adset\u00adzung daf\u00fcr ist, wie gesagt, eine halb\u00adwegs konstante Muta\u00adtion\u00adsrate des Erbgutes. Zu deren Bestim\u00admung, also zur \u201eEichung\u201c der Uhr, sind andere Datier\u00adungs\u00admeth\u00adoden notwendig, wie beis\u00adpiel\u00adweise die radiomet\u00adrische oder strati\u00adgrafis\u00adche Datier\u00adung der fr\u00fchesten Fossi\u00adlien der zu vergleichenden Arten oder St\u00e4mme.<\/p>\n Wie die bish\u00aderi\u00adgen Unter\u00adsuchun\u00adgen gezeigt haben, ist die Muta\u00adtion\u00adsrate leider nicht immer konstant. Eine weit\u00adere Schwi\u00aderigkeit ergibt sich aus der Tatsache, dass Muta\u00adtionen im Genom nicht \u00fcber\u00adall gleich h\u00e4ufig und wahr\u00adschein\u00adlich sind. Eine \u201ckonstante Muta\u00adtion\u00adsrate\u201d gilt also immer nur f\u00fcr eine bestim\u00admte Region des Genoms. Hat man diese allerd\u00adings einmal ermit\u00adtelt, l\u00e4sst sich der Zeit\u00adpunkt, an dem sich zwei Arten von ihrem letzten gemein\u00adsamen Vorfahren getrennt haben, relativ genau bestimmen.<\/p>\n Die Haupt\u00adprob\u00adleme bei der Zeit\u00adberech\u00adnung anhand der Moleku\u00adlaren Uhr sind also, ob und wie konstant die Muta\u00adtion\u00adsrate fest\u00adges\u00adtell\u00adter Muta\u00adtionen ist und ob sich diese Muta\u00adtion\u00adsrate im Laufe der Jahr\u00admil\u00adlionen signi\u00adfik\u00adant ver\u00e4ndert hat.<\/p>\n<\/details>\n Die Meth\u00adode der moleku\u00adlaren Uhr ist beson\u00adders gut f\u00fcr Bakter\u00adien oder Viren einset\u00adzbar, deren Genom aus einem linearen DNA-Strang besteht und deren Muta\u00adtion\u00adsrate \u00fcber\u00adall im Genom unge\u00adf\u00e4hr gleich gro\u00df ist. Aber auch, wenn das nicht der Fall ist, lassen sich Verwandtschafts\u00adbez\u00adiehun\u00adgen verschiedener Bakter\u00adien- oder Viren\u00adst\u00e4mme mit Hilfe der Berech\u00adnung bedingter Wahrscheinlich\u00adkeiten (Bayes-Theorem) beschreiben.<\/span><\/p>\n Bei h\u00f6her entwick\u00adel\u00adten Organ\u00adis\u00admen mit einem in Chro\u00admo\u00adso\u00admen aufgeteil\u00adten Genom ist die Anwendung der Moleku\u00adlaren Uhr kompliz\u00adierter. [KHB<\/span>]<\/p>\n<\/details>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Als Moleku\u00adlare Uhr bezeich\u00adnet man eine Meth\u00adode, anhand der Anzahl von Muta\u00adtionen im Genom zweier eng mitein\u00adander verwandter Arten auf den Zeit\u00adpunkt zur\u00fcck\u00adzuschlie\u00dfen, zu dem sich die beiden Arten im Stammbaum vonein\u00adander abgez\u00adweigt haben. Grundbedin\u00adgung f\u00fcr dieses Konzept ist die Annahme, dass das Leben auf der Erde mono\u00adphylet\u00adisch ist, dass also alles Leben auf der Erde von demsel\u00adben Ur-Lebewesen abstammt. Dies bedeutet, f\u00fcr zwei beliebige Lebewesen gibt es immer einen gemeinsamen\u2026<\/p>\n\nMuta\u00adtionen und Mutationsrate<\/span><\/summary>\n
\nEinsatzm\u00f6g\u00adlich\u00adkeiten der Moleku\u00adlaren Uhr<\/span><\/summary>\n