КАКВА Е ХРОМОЗОМНАТА ТЕОРИЯ ЗА НАСЛЕДЯВАНЕТО? (СЪТЪН И МОРГАН) - БИОЛОГИЯ - 2025

В теорията хромозомни или хромозомна теория на наследство е един от тези, които е разработена в начина на биолозите да се опита да обясни предаването на фенотип и генотип от родителите на тяхното потомство.

Тази теория има за цел да интегрира наблюденията на клетъчната биология с наследствените принципи, предложени от Грегор Мендел, заключавайки, че гените се намират в хромозомите и че те се разпределят независимо в мейозата.

Хромозомната теория може да се обобщи по следния начин: физическото местоположение на гените се намира върху хромозомите и те са подредени по линеен начин. Освен това има феномен на обмен на генетичен материал между двойки хромозоми, известен като рекомбинация, което зависи от близостта на гените.

история

По времето, когато Мендел произнася законите си, няма данни за механизма на разпределение на хромозомите в процесите на мейоза и митоза.

Мендел обаче подозира съществуването на определени "фактори" или "частици", които са били разпределени в сексуалните цикли на организмите, но не е имал познания за истинската идентичност на тези образувания (сега е известно, че те са гени).

Поради тези теоретични пропуски работата на Мендел не беше оценена от тогавашната научна общност.

Допринесе Уолтър Сътън

През 1903 г. американският биолог Уолтър Сътън подчертава важността на двойка хромозоми с подобна морфология. По време на мейозата тази хомоложна двойка се отделя и всяка гамета получава една хромозома.

Всъщност Сътън беше първият човек, който забеляза, че хромозомите се подчиняват на законите на Мендел и това твърдение се счита за първия валиден аргумент в подкрепа на хромозомната теория за наследяване.

Експерименталният дизайн на Сътън се състоеше в изучаване на хромозомите в сперматогенезата на скакалеца Брахистола магна, демонстрирайки как тези структури сегрегират в мейозата. Освен това той успя да определи, че хромозомите са групирани по двойки.

Имайки предвид този принцип, Сътън предложи резултатите от Мендел да бъдат интегрирани с наличието на хромозоми, като по този начин се приеме, че гените са част от тях.

Принос на Томас Хънт Морган

През 1909 г. Морган успява да установи ясна връзка между ген и хромозома. Това е постигнато благодарение на експериментите му с Drosophila, показващи, че генът, отговорен за белите очи, е разположен върху Х хромозомата на този вид.

В своето изследване Морган установява, че плодовата муха притежава четири двойки хромозоми, от които три са хомоложни или автозомни хромозоми, а останалата двойка е сексуална. Това откритие бе удостоено с Нобелова награда за физиология или медицина.

Както при бозайниците, женските имат две еднакви хромозоми, обозначени XX, докато мъжете са XY.

Морган направи и друго решаващо наблюдение: В значителен брой случаи определени гени са наследени заедно; Аз наричам това явление свързани гени. Въпреки това, в някои случаи беше възможно да се "прекъсне" тази връзка, благодарение на генетичната рекомбинация.

Накрая Морган отбеляза, че гените са подредени по линеен начин по протежение на хромозомата и всеки се намира във физическа област: локуса (множественото число е локуси).

Заключенията на Морган постигнаха пълно приемане на хромозомната теория за наследяването, допълвайки и потвърждавайки наблюденията на своите колеги.

Принципи на хромозомната теория за наследяване

Доказателствата, представени от тези изследователи, позволиха да се изяснят принципите на хромозомната теория за наследяване:

Гени, разположени на хромозоми

Гените се намират върху хромозоми и са подредени по линеен начин. За потвърждаване на този принцип има преки доказателства и косвени доказателства.

Като косвени доказателства трябва да разглеждаме хромозомите като носители на гени. Хромозомите са способни да предават информация чрез полуконсервативен процес на репликация, който удостоверява молекулната идентичност на сестринските хроматиди.

В допълнение, хромозомите имат особеността да предават генетична информация по същия начин, както предсказват законите на Мендел.

Сътън постулира, че гени, свързани с цвета на семената - зелен и жълт - се пренасят върху определена двойка хромозоми, докато гените, свързани с текстурата - гладка и груба - се пренасят на различна двойка.

Хромозомите имат специфични позиции, наречени локуси, където се намират гени. По същия начин, хромозомите се разпределят независимо.

Следвайки тази идея, съотношенията 9: 3: 3: 1, намерени от Мендел, са лесно обясними, тъй като сега са известни физическите частици на наследяване.

Хромозомите обменят информация

При диплоидните видове процесът на мейозата позволява броят на хромозомите, които гаметите ще имат наполовина. По този начин при оплождането се възстановява диплоидното състояние на новия индивид.

Ако нямаше процеси на мейоза, броят на хромозомите щеше да се удвои с напредването на поколенията.

Хромозомите са способни да обменят региони помежду си; Това явление е известно като генетична рекомбинация и се проявява в процесите на мейоза. Честотата, с която се осъществява рекомбинацията, зависи от това колко далеч са разположени гените върху хромозомите.

Има свързани гени

Колкото по-близо са гените, толкова по-голяма е вероятността те да бъдат наследени заедно. Когато това се случи, гените се "свързват" и се предават на следващото поколение като единствен градивен елемент.

Има начин за количествено определяне на близостта в гените в единици на центоорганизма, съкратено cM. Това устройство се използва при изграждането на карти за генетично свързване и е еквивалентно на 1% честота на рекомбинация; това съответства на приблизително един милион базови двойки в ДНК.

Максималната честота на рекомбинация - тоест в отделни хромозоми - се появява при повече от 50% и този сценарий е един от "без лигиране".

Обърнете внимание, че когато са свързани два гена, те не съответстват на закона за предаване на знаци, предложен от Мендел, тъй като тези закони се основават на знаци, разположени на отделни хромозоми.

Препратки

1. Кембъл, НС (2001). Биология: Понятия и взаимоотношения. Pearson Education.
2. Crow, EW и Crow, JF (2002). Преди 100 години: Уолтър Сътън и хромозомната теория за наследствеността. Генетика, 160 (1), 1–4.
3. Jenkins, JB (1986). Генетика. Обърнах се.
4. Lacadena, JR (1996). Цитогенетика. Редакционно състрадание.
5. Saddler, TW, & Langman, J. (2005). Клинично ориентирана медицинска ембриология.
6. Watson, JD (2006). Молекулярна биология на гена. Panamerican Medical Ed.