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Lexikon der Biologie: maternaler Effekt

maternaler Effektm [von *matern- ], maternal effect, Ausprägung des Phänotyps der Filialgeneration (F1) gemäß dem Genotyp der Mutter. Maternale Effekte werden verursacht durch Genprodukte der Mutter (Proteine, mRNAs; maternale Gene) oder niedermolekulare Substanzen, die während der Oogenese von der Mutter im Ei-Cytoplasma abgelagert wurden. Den steuernden Einfluß solcher mütterlicher Genprodukte auf die Entwicklung der nächsten Generation bezeichnet man als Prädetermination. Maternale Effektgene wurden besonders intensiv bei Drosophila melanogaster untersucht. Es wurden über 50 maternale Gene beschrieben, welche die frühe Embryonalentwicklung beeinflussen (Lokalisierung von mRNA, maternale Determinanten). Ein bekanntes Beispiel ist der Transkriptionsfaktorbicoid, der eine Schlüsselrolle in der Entwicklung von Kopf und Thorax im Drosophila-Embryo spielt. Andere maternale Gene sind für die Ausbildung des Abdomens und der Polzellen im Embryo notwendig. Man unterscheidet bei den maternalen Effekten temporäre von anhaltenden Effekten. So verschwindet z.B. die auf einem maternalen Effekt beruhende Pigmentierung der Larven der MehlmotteEphestia kuehniella bei adulten Tieren fast vollständig. Als eines der ersten Beispiele für einen dauerhaften maternalen Effekt gilt die Windungsrichtung des Schneckenhauses der Gewöhnlichen SchlammschneckeLymnaea peregra (Lymnaea), welche durch den Genotyp der Mutter determiniert wird ( vgl. Abb. ). Aus der Botanik kann die unterschiedliche Perikarp-Farbe der Samen beim Mais als Beispiel dienen, die einer Determination durch die Kerngene der Mutterpflanze unterliegt. Auch wurden in verschiedenen Pflanzenarten maternale Effekte hinsichtlich der Größe und Mineralzusammensetzung der Samen nachgewiesen. Maternale Effekte sind entwicklungsphysiologischer Natur und werden nicht weitervererbt, wirken folglich nur auf eine Nachkommengeneration. Zusätzlich kann die Mutter indirekt mit ihrer eigenen genetischen Veranlagung die Umweltbedingungen und Fitneß ihrer Nachkommen beeinflussen. Paternale Effekte sind bisher nicht bekannt.



maternaler Effekt

Bei Embryonen der Schlammschnecke Lymnaea wird der Richtungssinn der frühen Zellteilungen (Spiralfurchung dexiotrop oder leiotrop) sowie der Windungssinn der späteren Schale durch das Genom der Mutter bestimmt. So zeigen Embryonen der F1-Generation von Müttern mit dem Allel D eine dexiotrope Spiralfurchung und bilden später eine rechtswindende Schale aus (oben), während Embryonen von Müttern ohne Allel D sich leiotrop furchen und später eine linkswindende Schale bilden (unten). Das Genom des Vaters und auch des Embryos selbst spielen dabei keine Rolle. (P = Parentalgeneration, F = Filialgeneration).

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