Η Θεωρία χρωμοσωμάτων του Sutton και του Morgan



Το χρωμοσωμική θεωρία του Sutton και του Morgan έχει ως στόχο να ενσωματώσουν τις παρατηρήσεις της κυτταρικής βιολογίας με κληρονομική αρχές προτείνει Gregor Mendel, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι τα γονίδια βρίσκονται στο χρωμόσωμα και ότι αυτά διανέμονται χωριστά σε μειωτικής.

Αυτή η θεωρία άρχισε να διαμορφώνεται μεταξύ 1902 και 1905 από τις ανεξάρτητες ιδέες του Walter Sutton, του Thomas Hunt Morgan, του Theodor Boveri και άλλων ερευνητών της εποχής. Χρειάστηκαν περισσότερες από δύο δεκαετίες για να μπορέσουμε να χτίσουμε μια ώριμη ιδέα αυτής της θεωρίας.

Η χρωμοσωμική θεωρία μπορεί να συνοψιστεί ως εξής: η φυσική θέση των γονιδίων βρίσκεται στα χρωμοσώματα και αυτά είναι διατεταγμένα με γραμμικό τρόπο. Επιπλέον, υπάρχει ένα φαινόμενο ανταλλαγής γενετικού υλικού μεταξύ ζευγών χρωμοσωμάτων, γνωστό ως ανασυνδυασμός, το οποίο εξαρτάται από την εγγύτητα των γονιδίων.

Ευρετήριο

  • 1 Ιστορία
    • 1.1 Συμβολή του Walter Sutton
    • 1.2 Συμβολή του Thomas Hunt Morgan
  • 2 Αρχές της θεωρίας
    • 2.1 Γονίδια που βρίσκονται στα χρωμοσώματα
    • 2.2 Τα χρωμοσώματα ανταλλάσσουν πληροφορίες
    • 2.3 Υπάρχουν συνδεδεμένα γονίδια
  • 3 Αναφορές

Ιστορία

Την εποχή που ο Mendel διατύπωσε τους νόμους του, δεν υπήρχαν ενδείξεις σχετικά με το μηχανισμό κατανομής των χρωμοσωμάτων στις διαδικασίες μείωσης και μίτωσης.

Ωστόσο, Mendel υποψία η ύπαρξη ορισμένων «παράγοντες» ή «σωματίδια» που διανέμονται σε σεξουαλικές κύκλους οργανισμών, αλλά δεν είχε καμία γνώση της αληθινής ταυτότητας των εν λόγω οντοτήτων (τώρα γνωστό ότι είναι γονίδια).

Λόγω αυτών των θεωρητικών κενών, τα έργα του Mendel δεν εκτιμήθηκαν από την επιστημονική κοινότητα της εποχής.

Συνεισφορά από τον Walter Sutton

Το 1903 ο Αμερικανός βιολόγος Walter Sutton υπογράμμισε τη σημασία ενός ζευγαριού χρωμοσωμάτων παρόμοιας μορφολογίας. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, αυτό το ομόλογο ζεύγος διαχωρίζεται και κάθε γαμέτα λαμβάνει ένα μόνο χρωμόσωμα.

Στην πραγματικότητα, Sutton ήταν το πρώτο πρόσωπο για να παρατηρήσετε ότι τα χρωμοσώματα υπακούουν στους νόμους του Mendel και η δήλωση αυτή θεωρείται το πρώτο έγκυρο επιχείρημα για να υποστηρίξουν τη θεωρία χρωμόσωμα της κληρονομίας.

Ο πειραματικός σχεδιασμός του Sutton συνίστατο στη μελέτη των χρωμοσωμάτων στη σπερματογένεση της ακρίδας Brachystola magna, καταδεικνύοντας τον τρόπο με τον οποίο οι δομές αυτές διαχωρίζονται στη μεΐωση. Επιπλέον, ήταν σε θέση να προσδιορίσει ότι τα χρωμοσώματα ομαδοποιήθηκαν σε ζεύγη.

Με βάση αυτή την αρχή, ο Sutton πρότεινε ότι τα αποτελέσματα του Mendel μπορούν να ενσωματωθούν με την ύπαρξη χρωμοσωμάτων, υποθέτοντας ότι τα γονίδια αποτελούν μέρος αυτών.

Συνεισφορά από τον Thomas Hunt Morgan

Το 1909 ο Morgan κατόρθωσε να δημιουργήσει μια σαφή σχέση μεταξύ ενός γονιδίου και ενός χρωμοσώματος. Αυτό πέτυχε χάρη στα πειράματά του Drosophila, αποδεικνύοντας ότι το γονίδιο που ευθύνεται για τα λευκά μάτια εντοπίστηκε στο χρωμόσωμα Χ αυτού του είδους.

Στην έρευνά του, ο Morgan διαπίστωσε ότι η μύγα καρπού είχε τέσσερα ζεύγη χρωμοσωμάτων, εκ των οποίων τα τρία ήταν ομόλογα ή αυτοσωματικά χρωμοσώματα και το υπόλοιπο ζεύγος ήταν σεξουαλικό. Η ανακάλυψη αυτή απονεμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ στη Φυσιολογία ή την Ιατρική.

Όπως και στα θηλαστικά, τα θηλυκά έχουν δύο ταυτόσημα χρωμοσώματα, που χαρακτηρίζονται ως ΧΧ, ενώ τα αρσενικά είναι ΧΥ.

Ο Morgan έκανε επίσης μια άλλη κρίσιμη παρατήρηση: σε σημαντικό αριθμό περιπτώσεων, ορισμένα γονίδια κληρονομούνταν μαζί. Ονομάζω αυτό το φαινόμενο συνδεδεμένα γονίδια. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις ήταν δυνατό να «σπάσει» αυτή τη σύνδεση, χάρη στον γενετικό ανασυνδυασμό.

Τέλος, ο Morgan σημείωσε ότι τα γονίδια διατάσσονται γραμμικά κατά μήκος του χρωμοσώματος και κάθε μία βρίσκεται σε μια φυσική περιοχή: ο τόπος (ο πληθυντικός είναι loci).

Τα συμπεράσματα του Morgan επέτυχαν την πλήρη αποδοχή της θεωρίας χρωμοσωματικής κληρονομιάς, ολοκληρώνοντας και επιβεβαιώνοντας τις παρατηρήσεις των συναδέλφων του.

Αρχές της θεωρίας

Τα στοιχεία που παρουσίασαν οι ερευνητές αυτοί επέτρεψαν να διατυπώσουν τις αρχές της χρωμοσωματικής θεωρίας της κληρονομιάς:

Γονίδια που βρίσκονται στα χρωμοσώματα

Τα γονίδια βρίσκονται στα χρωμοσώματα και οργανώνονται με γραμμικό τρόπο. Για να επιβεβαιωθεί αυτή η αρχή, υπάρχουν άμεσα αποδεικτικά στοιχεία και έμμεσες αποδείξεις.

Ως έμμεσες ενδείξεις πρέπει να εξετάσουμε τα χρωμοσώματα ως τα οχήματα των γονιδίων. Τα χρωμοσώματα είναι ικανά να μεταδίδουν πληροφορίες μέσω μιας διαδικασίας ημι-συντηρητικής αναδιπλασιασμού που πιστοποιεί τη μοριακή ταυτότητα των αδελφών χρωματοειδών.

Επιπλέον, τα χρωμοσώματα έχουν την ιδιαιτερότητα της μετάδοσης γενετικών πληροφοριών με τον ίδιο τρόπο που προβλέπουν οι νόμοι του Mendel.

Sutton υποτεθεί ότι τα γονίδια που σχετίζονται με το χρώμα των σπόρων και amarillas- -verdes μεταφέρθηκαν σε ένα συγκεκριμένο ζεύγος χρωμοσωμάτων, ενώ τα γονίδια που σχετίζονται rugosa- Lisa και την υφή μεταφέρθηκαν σε άλλο ζεύγος.

Τα χρωμοσώματα έχουν συγκεκριμένες θέσεις loci, όπου είναι τα γονίδια Ομοίως, είναι τα χρωμοσώματα που κατανέμονται ανεξάρτητα.

Ακολουθώντας αυτή την ιδέα, οι αναλογίες 9: 3: 3: 1 που βρέθηκαν από τον Mendel είναι εύκολο να εξηγηθούν, δεδομένου ότι τώρα τα φυσικά σωματίδια της κληρονομιάς ήταν γνωστά.

Τα χρωμοσώματα ανταλλάσσουν πληροφορίες

Στο διπλοειδές είδος, η διαδικασία μείωσης μπορεί να μειώσει κατά το ήμισυ τον αριθμό των χρωμοσωμάτων που θα έχουν οι γαμέτες. Με τον τρόπο αυτό, όταν λαμβάνει χώρα γονιμοποίηση, αποκαθίσταται η διπλοειδής κατάσταση του νέου ατόμου.

Αν δεν υπήρχαν διαδικασίες μείωσης, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων θα διπλασιάστηκε καθώς οι γενιές θα εξελιχθούν.

Τα χρωμοσώματα μπορούν να ανταλλάσσουν περιοχές μεταξύ τους. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως γενετικός ανασυνδυασμός και εμφανίζεται στις διαδικασίες της μείωσης. Η συχνότητα εμφάνισης του ανασυνδυασμού εξαρτάται από την απόσταση στην οποία βρίσκονται τα γονίδια που βρίσκονται στα χρωμοσώματα.

Υπάρχουν συνδεδεμένα γονίδια

Όσο πιο κοντά βρίσκονται τα γονίδια, τόσο πιο πιθανό είναι να τα κληρονομήσουν. Όταν συμβεί αυτό, τα γονίδια "δεσμεύονται" και περνούν στην επόμενη γενιά ως ένα ενιαίο μπλοκ.

Υπάρχει ένας τρόπος για να ποσοτικοποιηθεί η εγγύτητα στα γονίδια σε μονάδες centimorgan, συντομογραφία cM. Αυτή η μονάδα χρησιμοποιείται στην κατασκευή χαρτών γενετικής σύνδεσης και είναι ισοδύναμη με συχνότητα ανασυνδυασμού 1%. αντιστοιχεί σε περίπου ένα εκατομμύριο ζεύγη βάσεων στο DNA.

Η μέγιστη συχνότητα ανασυνδυασμού - δηλαδή, σε ξεχωριστά χρωμοσώματα - συμβαίνει περισσότερο από 50%, και αυτό το σενάριο είναι "μη-σύνδεση".

Σημειώστε ότι όταν οι δύο γονίδια που συνδέονται μεταξύ τους, δεν συμμορφώνονται με τη νομοθεσία της μετάδοσης του χαρακτήρες που προτείνει Mendel, δεδομένου ότι αυτοί οι νόμοι βασίζονται σε χαρακτήρες που βρίσκονται σε διαφορετικά χρωμοσώματα.

Αναφορές

  1. Campbell, Ν. Α. (2001). Βιολογία: Έννοιες και σχέσεις. Εκπαίδευση Pearson.
  2. Crow, Ε. W., & Crow, J. F. (2002). Πριν από 100 χρόνια: ο Walter Sutton και η χρωμοσωμική θεωρία της κληρονομικότητας. Γενετική, 160(1), 1-4.
  3. Jenkins, J. Β. (1986). Γενετική. Αντίστροφα.
  4. Lacadena, J.R. (1996). Κυτταρογενετική. Συντακτική εκδοχή.
  5. Saddler, Τ. W., & Langman, J. (2005). Ιατρική εμβρυολογία με κλινικό προσανατολισμό.
  6. Watson, J.D. (2006). Μοριακή βιολογία του γονιδίου. Ed. Panamericana Medical.