The Chromosome Theory of Sutton and Morgan



il teoria cromosomica di Sutton e Morgan Intende integrare le osservazioni della biologia cellulare con i principi ereditari proposti da Gregor Mendel, concludendo che i geni si trovano nei cromosomi e che questi sono distribuiti indipendentemente nella meiosi.

Questa teoria cominciò a formarsi tra il 1902 e il 1905 dalle idee indipendenti di Walter Sutton, Thomas Hunt Morgan, Theodor Boveri e altri ricercatori dell'epoca. Ci sono voluti più di due decenni per essere in grado di costruire un'idea matura di questa teoria.

La teoria cromosomica può essere riassunta come segue: la posizione fisica dei geni risiede nei cromosomi e questi sono disposti in modo lineare. Inoltre, esiste un fenomeno di scambio di materiale genetico tra coppie di cromosomi, noto come ricombinazione, che dipende dalla vicinanza dei geni.

indice

  • 1 storia
    • 1.1 Contributo di Walter Sutton
    • 1.2 Contributo di Thomas Hunt Morgan
  • 2 Principi di teoria
    • 2.1 geni localizzati nei cromosomi
    • 2.2 Cromosomi scambiano informazioni
    • 2.3 Ci sono geni collegati
  • 3 riferimenti

storia

All'epoca in cui Mendel enunciava le sue leggi non c'erano prove sul meccanismo di distribuzione dei cromosomi nei processi di meiosi e mitosi.

Tuttavia, Mendel sospettava l'esistenza di alcuni "fattori" o "particelle" che erano distribuiti nei cicli sessuali degli organismi, ma non aveva alcuna conoscenza della vera identità di queste entità (ora si sa che sono geni).

A causa di queste lacune teoriche, le opere di Mendel non furono apprezzate dalla comunità scientifica del tempo.

Contribuito da Walter Sutton

Nell'anno 1903 il biologo americano Walter Sutton enfatizzò l'importanza di una coppia di cromosomi di morfologia simile. Durante la meiosi, questa coppia omologa viene separata e ciascun gamete riceve un singolo cromosoma.

In effetti, Sutton fu il primo a notare che i cromosomi obbediscono alle leggi di Mendel e questa affermazione è considerata il primo argomento valido a sostegno della teoria cromosomica dell'ereditarietà.

Il disegno sperimentale di Sutton consisteva nello studio dei cromosomi nella spermatogenesi della cavalletta Brachystola magna, dimostrando come queste strutture si segregano nella meiosi. Inoltre, è stato in grado di determinare che i cromosomi erano raggruppati in coppie.

Tenendo presente questo principio, Sutton ha proposto che i risultati di Mendel possano essere integrati con l'esistenza dei cromosomi, assumendo che i geni siano parte di questi.

Contribuito da Thomas Hunt Morgan

Nel 1909 Morgan riuscì a stabilire una chiara relazione tra un gene e un cromosoma. Questo ha raggiunto grazie ai suoi esperimenti con Drosophila, dimostrando che il gene responsabile degli occhi bianchi era localizzato sul cromosoma X di questa specie.

Nella sua ricerca, Morgan ha scoperto che la mosca della frutta possedeva quattro coppie di cromosomi, di cui tre cromosomi omologhi o autosomici e la coppia rimanente era sessuale. Questa scoperta ha ricevuto il premio Nobel in Fisiologia o Medicina.

Come nei mammiferi, le femmine hanno due cromosomi identici, indicati con XX, mentre i maschi sono XY.

Morgan fece anche un'altra osservazione cruciale: in un numero significativo di casi, alcuni geni furono ereditati insieme; Io chiamo questo fenomeno legato ai geni. Tuttavia, in alcune occasioni è stato possibile "rompere" questo collegamento, grazie alla ricombinazione genetica.

Infine, Morgan notò che i geni erano disposti linearmente lungo il cromosoma, e ognuno di essi si trovava in una regione fisica: il locus (il plurale è loci).

Le conclusioni di Morgan raggiunsero la piena accettazione della teoria dell'ereditarietà cromosomica, completando e avvalorando le osservazioni dei suoi colleghi.

Principi di teoria

Le prove presentate da questi ricercatori hanno permesso di enunciare i principi della teoria cromosomica dell'ereditarietà:

I geni si trovano nei cromosomi

I geni si trovano nei cromosomi e sono organizzati in modo lineare. Per corroborare questo principio ci sono prove dirette e prove indirette.

Come prova indiretta dobbiamo considerare i cromosomi come i veicoli dei geni. I cromosomi sono in grado di trasmettere informazioni attraverso un processo di replicazione semiconservativa che certifica l'identità molecolare dei cromatidi fratelli.

Inoltre, i cromosomi hanno la peculiarità di trasmettere informazioni genetiche nello stesso modo in cui le leggi di Mendel prevedono.

Sutton ipotizzò che i geni associati al colore dei semi - verde e giallo - fossero trasportati in una particolare coppia di cromosomi, mentre i geni relativi alla trama - lisci e ruvidi - venivano trasportati in una coppia diversa.

I cromosomi hanno posizioni specifiche chiamate locidove sono i geni Allo stesso modo, sono i cromosomi che sono distribuiti in modo indipendente.

Seguendo questa idea, le proporzioni 9: 3: 3: 1 trovate da Mendel sono facili da spiegare, poiché ora sono note le particelle fisiche dell'eredità.

I cromosomi scambiano informazioni

Nelle specie diploidi, il processo di meiosi consente di ridurre della metà il numero di cromosomi che i gameti avranno. In questo modo, quando si verifica la fertilizzazione, viene ripristinata la condizione diploide del nuovo individuo.

Se non ci fossero processi di meiosi, il numero di cromosomi sarebbe raddoppiato con il progredire delle generazioni.

I cromosomi sono in grado di scambiare regioni l'una con l'altra; Questo fenomeno è noto come ricombinazione genetica e si verifica nei processi di meiosi. La frequenza con cui avviene la ricombinazione dipende dalla distanza alla quale si trovano i geni situati sui cromosomi.

Ci sono geni collegati

Più vicini sono i geni, più è probabile che li ereditino insieme. Quando ciò accade, i geni sono "legati" e passano alla generazione successiva come un unico blocco.

C'è un modo per quantificare la vicinanza nei geni in unità di centimorgan, cM abbreviato. Questa unità è utilizzata nella costruzione di mappe di collegamento genetico ed è equivalente alla frequenza di ricombinazione dell'1%; corrisponde a circa un milione di coppie di basi nel DNA.

La massima frequenza di ricombinazione, cioè in cromosomi separati, si verifica oltre il 50% e questo scenario è "non-linkage".

Si noti che quando due geni sono collegati, non rispettano la legge di trasmissione dei caratteri proposti da Mendel, dal momento che queste leggi erano basate su caratteri che si trovavano su cromosomi separati.

riferimenti

  1. Campbell, N. A. (2001). Biologia: concetti e relazioni. Pearson Education.
  2. Crow, E. W., & Crow, J. F. (2002). 100 anni fa: Walter Sutton e la teoria cromosomica dell'ereditarietà. genetica, 160(1), 1-4.
  3. Jenkins, J. B. (1986). Genetica. Ho invertito.
  4. Lacadena, J. R. (1996). citogenetica. Editoriale Complutense.
  5. Saddler, T. W., & Langman, J. (2005). Embriologia medica con orientamento clinico.
  6. Watson, J. D. (2006). Biologia molecolare del gene. Ed. Panamericana Medical.