Co je chromozomální teorie dědičnosti? (Sutton a Morgan)

The teorie chromozomů Chromozomální teorie dědičnosti je jednou z těch, která byla vyvinuta na cestě biologů, aby se pokusili vysvětlit přenos fenotypu a genotypu z rodičů na jejich potomky.

Tato teorie si klade za cíl integrovat pozorování buněčné biologie s dědičnými principy navrženými Gregorem Mendelem a dospět k závěru, že geny se nacházejí v chromozomech a že jsou distribuovány nezávisle v meióze.

Teorii chromozomů lze shrnout následovně: fyzické umístění genů spočívá na chromozomech a jsou uspořádány lineárně. Kromě toho existuje fenomén výměny genetického materiálu mezi páry chromozomů, známý jako rekombinace, který závisí na blízkosti genů..

Rejstřík článků

• 1 Historie
  • 1.1 Příspěvek Waltera Suttona
  • 1.2 Příspěvek Thomase Hunta Morgana
• 2 Principy dědičné teorie chromozomů
  • 2.1 Geny lokalizované na chromozomech
  • 2.2 Chromozomy si vyměňují informace
  • 2.3 Existují spojené geny
• 3 Odkazy

Příběh

V době, kdy Mendel vyslovil své zákony, neexistoval žádný důkaz o mechanismu distribuce chromozomů v procesech meiózy a mitózy..

Mendel však tušil, že existují určité „faktory“ nebo „částice“, které byly distribuovány v sexuálních cyklech organismů, ale neměl žádnou znalost skutečné identity těchto entit (nyní je známo, že se jedná o geny).

Kvůli těmto teoretickým mezerám nebyla Mendelova práce oceněna tehdejší vědeckou komunitou..

Příspěvek od Waltera Suttona

V roce 1903 americký biolog Walter Sutton zdůraznil význam dvojice chromozomů podobné morfologie. Během meiózy se tento homologní pár odděluje a každá gameta přijímá jeden chromozom..

Ve skutečnosti byl Sutton první, kdo si všiml, že chromozomy se řídí Mendelovými zákony, a toto tvrzení je považováno za první platný argument na podporu teorie dědičnosti chromozomů..

Suttonův experimentální design spočíval ve studiu chromozomů v spermatogenezi kobylky Brachystola magna, demonstrovat, jak se tyto struktury v meióze segregují. Kromě toho dokázal určit, že chromozomy byly seskupeny do párů.

S ohledem na tento princip navrhl Sutton, že Mendelovy výsledky lze integrovat s existencí chromozomů, což předpokládá, že geny jsou jejich součástí..

Příspěvek Thomase Hunta Morgana

V roce 1909 se Morganovi podařilo vytvořit jasný vztah mezi genem a chromozomem. Toho dosáhl díky svým experimentům s Drosophila, demonstrovat, že gen zodpovědný za bílé oči byl lokalizován na X chromozomu tohoto druhu.

Morgan ve svém výzkumu zjistila, že ovocná muška měla čtyři páry chromozomů, z nichž tři byly homologní nebo autozomální chromozomy a zbývající pár byl sexuální. Tento objev získal Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu.

Stejně jako u savců mají ženy dva stejné chromozomy označené XX, zatímco muži XY.

Morgan také učinil další zásadní pozorování: Ve významném počtu případů byly některé geny zděděny společně; Tomuto fenoménu říkám spojené geny. Někdy však bylo možné tento odkaz „přerušit“ díky genetické rekombinaci..

Nakonec Morgan poznamenal, že geny byly uspořádány lineárně podél chromozomu a každý byl umístěn ve fyzické oblasti: lokus (množné číslo je loci).

Morganovy závěry dosáhly plného přijetí chromozomální teorie dědičnosti a dokončily a potvrdily pozorování svých kolegů..

Principy dědičné teorie chromozomů

Důkazy předložené těmito vědci umožnily vysvětlit principy chromozomální teorie dědičnosti:

Geny lokalizované na chromozomech

Geny se nacházejí na chromozomech a jsou uspořádány lineárně. K potvrzení tohoto principu existují přímé důkazy a nepřímé důkazy.

Jako nepřímý důkaz musíme považovat chromozomy za nosiče genů. Chromozomy jsou schopné přenášet informace prostřednictvím semikonzervativního replikačního procesu, který potvrzuje molekulární identitu sesterských chromatidů..

Kromě toho mají chromozomy zvláštnost přenosu genetické informace stejným způsobem, jaký předpovídají Mendelovy zákony.

Sutton předpokládal, že geny spojené s barvou semen - zelenou a žlutou - byly přeneseny na konkrétním páru chromozomů, zatímco geny související s texturou - hladké a drsné - byly přeneseny na jiném páru..

Chromozomy mají specifické polohy zvané loci, kde se nacházejí geny. Stejně tak jsou to chromozomy, které jsou distribuovány nezávisle..

Na základě této myšlenky lze Mendelovy poměry 9: 3: 3: 1 snadno vysvětlit, protože nyní byly známy fyzické částice dědičnosti.

Chromozomy si vyměňují informace

U diploidních druhů umožňuje proces meiózy počet chromozomů, které budou mít gamety na polovinu. Tímto způsobem se při oplodnění obnoví diploidní stav nového jedince..

Pokud by neexistovaly žádné procesy meiózy, počet chromozomů by se s postupováním generací zdvojnásobil.

Chromozomy jsou schopné navzájem si vyměňovat oblasti; Tento jev je známý jako genetická rekombinace a vyskytuje se v meiózních procesech. Frekvence, při které dochází k rekombinaci, závisí na vzdálenosti, ve které jsou geny umístěny na chromozomech..

Existují spojené geny

Čím blíže jsou geny, tím je pravděpodobnější, že budou zděděny společně. Když k tomu dojde, geny jsou „propojeny“ a předány další generaci jako jeden stavební blok..

Existuje způsob, jak kvantifikovat blízkost genů v jednotkách centimorgan, zkráceně cM. Tato jednotka se používá při konstrukci map genetických vazeb a odpovídá 1% frekvenci rekombinace; odpovídá přibližně jednomu milionu párů bází v DNA.

Maximální frekvence rekombinace - tedy v samostatných chromozomech - se vyskytuje na více než 50% a tento scénář je „nepřipojený“.

Upozorňujeme, že když jsou dva geny propojeny, neodpovídají zákonu o přenosu znaků navrženému Mendelem, protože tyto zákony byly založeny na znakech, které byly umístěny na samostatných chromozomech.

Reference

1. Campbell, N.A. (2001). Biology: Concepts and Relationships. Pearson Education.
2. Crow, E. W. a Crow, J. F. (2002). Před 100 lety: Walter Sutton a teorie dědičnosti chromozomů. Genetika, 160(1), 1-4.
3. Jenkins, J. B. (1986). Genetika. Obráceně.
4. Lacadena, J. R. (1996). Cytogenetika. Redakční komplikace.
5. Saddler, T. W. a Langman, J. (2005). Klinicky zaměřená lékařská embryologie.
6. Watson, J. D. (2006). Molekulární biologie genu. Panamerican Medical Ed..