Die Chromosomentheorie von Sutton und Morgan



Die Chromosomentheorie von Sutton und Morgan Es beabsichtigt, die Beobachtungen der Zellbiologie mit den von Gregor Mendel vorgeschlagenen Erbprinzipien zu integrieren, und schlussfolgert, dass Gene in Chromosomen gefunden werden und dass diese unabhängig in der Meiose verteilt sind.

Diese Theorie entstand zwischen 1902 und 1905 durch die unabhängigen Ideen von Walter Sutton, Thomas Hunt Morgan, Theodor Boveri und anderen Forschern jener Zeit. Es hat mehr als zwei Jahrzehnte gedauert, um eine ausgereifte Idee dieser Theorie zu entwickeln.

Die Chromosomentheorie lässt sich wie folgt zusammenfassen: Der physikalische Ort der Gene liegt in den Chromosomen und diese sind linear angeordnet. Zusätzlich gibt es ein Phänomen des Austauschs von genetischem Material zwischen Paaren von Chromosomen, bekannt als Rekombination, das von der Nähe der Gene abhängt.

Index

  • 1 Geschichte
    • 1.1 Beitrag von Walter Sutton
    • 1.2 Beitrag von Thomas Hunt Morgan
  • 2 Prinzipien der Theorie
    • 2.1 Gene in den Chromosomen
    • 2.2 Chromosomen tauschen Informationen aus
    • 2.3 Es gibt verknüpfte Gene
  • 3 Referenzen

Geschichte

Zu der Zeit, als Mendel seine Gesetze verkündete, gab es keine Hinweise auf den Mechanismus der Verteilung von Chromosomen in den Prozessen von Meiose und Mitose.

Mendel vermutete jedoch die Existenz bestimmter "Faktoren" oder "Partikel", die in den sexuellen Zyklen von Organismen verteilt waren, aber er hatte keine Kenntnis von der wahren Identität dieser Wesen (jetzt ist bekannt, dass sie Gene sind).

Aufgrund dieser theoretischen Lücken wurden Mendel's Arbeiten von der damaligen wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht geschätzt.

Beitrag von Walter Sutton

Im Jahr 1903 betonte der amerikanische Biologe Walter Sutton die Bedeutung eines Chromosomenpaars ähnlicher Morphologie. Während der Meiose wird dieses homologe Paar getrennt und jede Gamete erhält ein einzelnes Chromosom.

In der Tat war Sutton die erste Person, die bemerkte, dass Chromosomen Mendels Gesetzen gehorchen, und diese Aussage gilt als das erste gültige Argument, um die chromosomale Theorie der Vererbung zu stützen.

Das experimentelle Design von Sutton bestand in der Untersuchung der Chromosomen in der Spermatogenese der Heuschrecke Brachystola Magnaund demonstrieren, wie sich diese Strukturen in der Meiose trennen. Außerdem konnte er feststellen, dass die Chromosomen paarweise gruppiert waren.

Unter Berücksichtigung dieses Prinzips schlug Sutton vor, dass Mendels Ergebnisse in die Existenz von Chromosomen integriert werden können, unter der Annahme, dass Gene dazu gehören.

Beitrag von Thomas Hunt Morgan

Im Jahr 1909 gelang es Morgan, eine eindeutige Beziehung zwischen einem Gen und einem Chromosom herzustellen. Dies gelang ihm dank seiner Experimente mit DrosophilaDies zeigt, dass das für weiße Augen verantwortliche Gen auf dem X-Chromosom dieser Spezies lokalisiert ist.

In seiner Forschung fand Morgan, dass die Fruchtfliege vier Chromosomenpaare besaß, von denen drei homologe oder autosomale Chromosomen waren und das verbleibende Paar sexuell war. Diese Entdeckung wurde mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet.

Wie bei Säugetieren haben Weibchen zwei identische Chromosomen, die mit XX bezeichnet sind, während Männchen XY sind.

Morgan machte noch eine weitere wichtige Beobachtung: In einer signifikanten Anzahl von Fällen wurden bestimmte Gene gemeinsam vererbt; Ich nenne dieses Phänomen verknüpfte Gene. In einigen Fällen war es jedoch möglich, diese Verbindung durch genetische Rekombination zu "brechen".

Schließlich bemerkte Morgan, dass die Gene linear entlang des Chromosoms angeordnet waren, und jedes war in einer physischen Region lokalisiert: der Locus (der Plural ist Loci).

Morgans Schlussfolgerungen erreichten die volle Akzeptanz der chromosomalen Vererbungstheorie und vervollständigten und bestätigten die Beobachtungen seiner Kollegen.

Prinzipien der Theorie

Die von diesen Forschern vorgelegten Beweise erlaubten, die Prinzipien der chromosomalen Vererbungstheorie zu artikulieren:

Gene in den Chromosomen

Gene werden in Chromosomen gefunden und sind linear organisiert. Um diesen Grundsatz zu untermauern, gibt es direkte Beweise und indirekte Beweise.

Als indirekter Beweis müssen wir die Chromosomen als Träger der Gene betrachten. Chromosomen sind in der Lage, Informationen durch einen semikonservativen Replikationsprozess zu übertragen, der die molekulare Identität von Schwesterchromatiden bestätigt.

Darüber hinaus haben Chromosomen die Besonderheit, genetische Informationen auf die gleiche Weise zu übertragen, wie es die Mendelschen Gesetze vorhersagen.

Sutton postulierte, dass die Gene, die mit der Farbe der Samen in Verbindung stehen - grün und gelb - in ein bestimmtes Chromosomenpaar transportiert wurden, während die mit der Textur verbundenen Gene - glatt und rau - in einem anderen Paar transportiert wurden.

Chromosomen haben spezifische Positionen genannt Lociwo die Gene sind. Ebenso sind es die Chromosomen, die unabhängig voneinander verteilt sind.

Diesem Gedanken folgend sind die von Mendel gefundenen Proportionen 9: 3: 3: 1 leicht zu erklären, da nun die physikalischen Partikel der Vererbung bekannt waren.

Chromosomen tauschen Informationen aus

Bei den diploiden Arten erlaubt der Meiose-Prozess, die Anzahl der Chromosomen, die die Gameten haben, um die Hälfte zu reduzieren. Auf diese Weise wird bei der Befruchtung der diploide Zustand des neuen Individuums wiederhergestellt.

Gäbe es keine Meiose-Prozesse, würde sich die Anzahl der Chromosomen mit dem Fortschritt der Generationen verdoppeln.

Chromosomen können Regionen miteinander austauschen; Dieses Phänomen wird als genetische Rekombination bezeichnet und tritt in den Prozessen der Meiose auf. Die Häufigkeit, mit der Rekombination auftritt, hängt von der Entfernung ab, in der sich die Gene befinden, die sich auf den Chromosomen befinden.

Es gibt verknüpfte Gene

Je näher die Gene sind, desto wahrscheinlicher sind sie, sie gemeinsam zu erben. Wenn dies geschieht, werden die Gene "gebunden" und als ein einziger Block an die nächste Generation weitergegeben.

Es gibt einen Weg, die Nähe in Genen in Einheiten von Centimorgan, abgekürzt cM, zu quantifizieren. Diese Einheit wird bei der Konstruktion von genetischen Kopplungskarten verwendet und entspricht 1% Rekombinationsfrequenz; entspricht ungefähr einer Million Basenpaare in der DNA.

Die maximale Häufigkeit der Rekombination - das heißt, in getrennten Chromosomen - tritt mehr als 50% auf, und dieses Szenario ist "Nicht-Verknüpfung".

Beachten Sie, dass wenn zwei Gene verknüpft sind, sie nicht dem Gesetz der Übertragung der von Mendel vorgeschlagenen Charaktere entsprechen, da diese Gesetze auf Zeichen basierten, die sich auf separaten Chromosomen befanden.

Referenzen

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