Mutation

Veränderung des genetischen Materials in Zellen.

Mutation in Körperzellen (somatische Mutation) können zur Veränderung im Wachstums oder der Funktion der Körperzellen bis hin zu Krebs führen, Mutation in Keimzellen (Keimzellen-Mutation) können sich auf die Nachkommen auswirken.

Nach der darwinistischen Evolutionstheorie bilden (Keimzellen-)Mutation und Selektion die Grundpfeiler der Evolution, bei der sich die bestangepaßten Organismen durchsetzen. Mutation sorgen für die genetische Bandbreite der Organismen, aus denen dann mittels Selektion ausgewählt wird (Konkurrenz).
Mutation können spontan erfolgen, durch mutagene Chemikalien oder ionisierende Strahlung (Strahlenschäden) verursacht werden oder durch Fehler in der Meiose (natürliche Chromosomenreduktion) auftreten.

Man unterscheidet verschiedene Arten von Mutationen:

1. Gen-Mutation (auch Punkt-Mutation): eine Mutation, die die Basensequenz der DNS eines einzelnen Gens ändert (austauscht, eliminiert oder einfügt). Gen-Mutation. können in vielen Fällen von zelleigenen Reparaturmechanismen behoben werden.
2. Chromosomen-Mutation (Chromosomenaberrationen): insb. durch chemische Substanzen oder ionisierende Strahlung (Strahlenschäden) ausgelöste Veränderungen der Form und Struktur von Chromosomen, wie z.B. Verlust, Verlagerung oder Einbau von Chromosomenstücken. Chromosomen-Mutation haben meist schwerwiegende Folgen; sie wirken in der überwiegenden Zahl bei Keimdrüsen-Mutation schon vorgeburtlich tödlich.
3. Genom-Mutation: Mutation, die die Anzahl der Chromosomen erhöht oder erniedrigt. Beim Menschen z.B. führt das 3fache statt 2fache Vorhandensein des Chromosoms 21 zum Mongolismus.

In der Pflanzenzüchtung spielt die Vervielfachung (Polyploidisierung) von Chromosomensätzen eine wichtige Rolle bei der Vergrößerung der Früchte und damit Steigerung der Erträge. Polyploide Abkömmlinge sind oft unfruchtbar, so daß Bauern ihr Saatgut nicht mehr selbst von der Ernte abzweigen können, sondern auf Genbänke von Konzernen angewiesen sind.

Die meisten Gen- und Chromosomen-Mutation wirken sich gerade bei höheren Organismen nachteilig aus und führen zu Totgeburten, Mißbildungen und Krankheiten. Neue Chemikalien müssen daher nach dem Chemikaliengesetz vor der Zulassung Mutagenitäts-Tests (Ames-Test) absolvieren. Die zunehmende Radioaktivität in der Umwelt (Kernkraftwerk, Wiederaufarbeitung, Brennstoffkreislauf, Atommüll) erhöht dauerhaft die Mutation-Rate und kann zur genetischen Zeitbombe werden (Genetische Strahlenschäden).

Spontane Mutation bei Bakterien versetzen diese in die Lage, in kurzer Zeit
Antibiotika-Resistenzen zu entwickeln, indem die Umwelt (antibiotikahaltiges Medium) aus den mutierten Bakterien die (zufällig) resistenten selektiert.