ЧТО ТАКОЕ ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДОВАНИЯ? (САТТОН И МОРГАН) - БИОЛОГИЯ - 2025

Хромосомная теория или хромосомной теории наследственности является один из тех , который был разработан на пути биологов , чтобы попытаться объяснить передачу фенотипа и генотипа от родителей к потомству.

Эта теория направлена ​​на объединение наблюдений клеточной биологии с наследственными принципами, предложенными Грегором Менделем, который пришел к выводу, что гены находятся в хромосомах и что они независимо распределяются в мейозе.

Хромосомную теорию можно резюмировать следующим образом: физическое расположение генов находится на хромосомах, и они расположены линейным образом. Кроме того, существует феномен обмена генетическим материалом между парами хромосом, известный как рекомбинация, который зависит от близости генов.

История

В то время, когда Мендель провозгласил свои законы, не было доказательств механизма распределения хромосом в процессах мейоза и митоза.

Однако Мендель подозревал существование определенных «факторов» или «частиц», которые были распределены в половых циклах организмов, но не знал истинной идентичности этих сущностей (теперь известно, что они являются генами).

Из-за этих теоретических пробелов работа Менделя не была оценена научным сообществом того времени.

Предоставлено Уолтером Саттоном

В 1903 году американский биолог Уолтер Саттон подчеркнул важность пары хромосом схожей морфологии. Во время мейоза эта гомологичная пара разделяется, и каждая гамета получает одну хромосому.

Фактически, Саттон был первым, кто заметил, что хромосомы подчиняются законам Менделя, и это утверждение считается первым веским аргументом в поддержку хромосомной теории наследования.

План эксперимента Саттона заключался в изучении хромосом в сперматогенезе кузнечика Brachystola magna, демонстрируя, как эти структуры разделяются в мейозе. Кроме того, ему удалось определить, что хромосомы сгруппированы попарно.

Помня об этом принципе, Саттон предположил, что результаты Менделя могут быть интегрированы с существованием хромосом, таким образом предполагая, что гены являются их частью.

Вклад Томаса Ханта Моргана

В 1909 году Моргану удалось установить четкую связь между геном и хромосомой. Это было достигнуто благодаря его экспериментам с дрозофилой, показавшим, что ген, ответственный за белые глаза, был расположен на Х-хромосоме этого вида.

В своем исследовании Морган обнаружила, что плодовая мушка обладает четырьмя парами хромосом, из которых три являются гомологичными или аутосомными хромосомами, а оставшаяся пара - половой. Это открытие было удостоено Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Как и у млекопитающих, у женщин есть две идентичные хромосомы, обозначенные XX, а у мужчин - XY.

Морган также сделал еще одно важное наблюдение: в значительном числе случаев определенные гены наследуются вместе; Я называю это явление сцепленными генами. Однако в некоторых случаях эту связь удавалось «разорвать» благодаря генетической рекомбинации.

Наконец, Морган отметил, что гены были расположены линейно вдоль хромосомы, и каждый был расположен в физической области: локусе (множественное число - локусы).

Выводы Моргана привели к полному принятию хромосомной теории наследования, дополняя и подтверждая наблюдения его коллег.

Принципы хромосомной теории наследования

Доказательства, представленные этими исследователями, позволили сформулировать принципы хромосомной теории наследования:

Гены, расположенные в хромосомах

Гены находятся на хромосомах и расположены линейно. В подтверждение этого принципа есть прямые и косвенные доказательства.

В качестве косвенного доказательства мы должны рассматривать хромосомы как носители генов. Хромосомы способны передавать информацию посредством полуконсервативного процесса репликации, который удостоверяет молекулярную идентичность сестринских хроматид.

Кроме того, хромосомы обладают особенностью передачи генетической информации таким же образом, как это предсказывают законы Менделя.

Саттон предположил, что гены, связанные с цветом семян - зеленым и желтым - переносятся на определенной паре хромосом, в то время как гены, связанные с текстурой - гладкой и шероховатой - переносятся на другой паре.

Хромосомы имеют определенные позиции, называемые локусами, в которых расположены гены. Точно так же независимо распределяются хромосомы.

Следуя этой идее, соотношение 9: 3: 3: 1, обнаруженное Менделем, легко объяснить, поскольку теперь были известны физические частицы наследования.

Хромосомы обмениваются информацией

У диплоидных видов процесс мейоза позволяет вдвое увеличить количество хромосом, которые будут иметь гаметы. Таким образом, когда происходит оплодотворение, диплоидное состояние новой особи восстанавливается.

Если бы не было процессов мейоза, количество хромосом удвоилось бы по мере развития поколений.

Хромосомы способны обмениваться регионами друг с другом; Это явление известно как генетическая рекомбинация и происходит в процессах мейоза. Частота, с которой происходит рекомбинация, зависит от того, насколько далеко друг от друга расположены гены в хромосомах.

Есть сцепленные гены

Чем ближе гены, тем больше вероятность, что они унаследуются вместе. Когда это происходит, гены «сцепляются» и передаются следующему поколению как единый строительный блок.

Существует способ количественной оценки близости генов в сантиморганах, сокращенно сМ. Эта единица используется при построении карт генетического сцепления и эквивалентна 1% частоты рекомбинации; это соответствует примерно одному миллиону пар оснований в ДНК.

Максимальная частота рекомбинации, то есть в отдельных хромосомах, составляет более 50%, и этот сценарий является одним из сценариев «без лигирования».

Обратите внимание, что когда два гена связаны, они не соответствуют закону передачи признаков, предложенному Менделем, поскольку эти законы были основаны на признаках, которые были расположены на разных хромосомах.

Ссылки

1. Кэмпбелл, Северная Каролина (2001). Биология: понятия и отношения. Pearson Education.
2. Ворона, EW и Ворона, JF (2002). 100 лет назад: Уолтер Саттон и хромосомная теория наследственности. Генетика, 160 (1), 1–4.
3. Дженкинс, JB (1986). Генетика. Я поменял направление.
4. Лакадена, младший (1996). Цитогенетики. От редакции Комплутенсе.
5. Саддлер, Т.В., и Лангман, Дж. (2005). Клинически ориентированная медицинская эмбриология.
6. Уотсон, JD (2006). Молекулярная биология гена. Panamerican Medical Ed.