AKÁ JE CHROMOZÓMOVÁ TEÓRIA DEDIČNOSTI? (SUTTON A MORGAN) - BIOLÓGIE - 2025

Teória chromozomálne alebo chromozomálne teória dedičnosti je jedným z tých, ktorý bol vyvinutý v spôsobe biológov, aby sa pokúsili vysvetliť prenosu fenotypu a genotypu od rodičov na ich potomkov.

Cieľom tejto teórie je integrovať pozorovania bunkovej biológie s dedičnými princípmi navrhnutými Gregorom Mendelom, pričom sa dospelo k záveru, že gény sa nachádzajú v chromozómoch a že sa distribuujú nezávisle v meióze.

Teóriu chromozómov možno zhrnúť takto: fyzikálne umiestnenie génov spočíva na chromozómoch a tieto sú usporiadané lineárne. Okrem toho existuje jav výmeny genetického materiálu medzi pármi chromozómov, známy ako rekombinácia, ktorý závisí od blízkosti génov.

histórie

V čase, keď Mendel vyhlásil svoje zákony, neexistoval dôkaz o mechanizme distribúcie chromozómov v procesoch meiózy a mitózy.

Mendel však predpokladal existenciu určitých „faktorov“ alebo „častíc“, ktoré boli distribuované v sexuálnych cykloch organizmov, ale nemal vedomosti o skutočnej totožnosti týchto entít (teraz je známe, že ide o gény).

Vzhľadom na tieto teoretické medzery nebola Mendelova práca vedeckou komunitou tej doby ocenená.

Prispel Walter Sutton

V roku 1903 americký biolog Walter Sutton zdôraznil význam dvojice chromozómov s podobnou morfológiou. Počas meiózy sa tento homológny pár oddelí a každá gameta dostane jeden chromozóm.

V skutočnosti bol Sutton prvou osobou, ktorá podotýka, že chromozómy sa riadia Mendelovými zákonmi, a toto tvrdenie sa považuje za prvý platný argument na podporu chromozomálnej teórie dedičnosti.

Suttonov experimentálny návrh spočíval v štúdiu chromozómov v spermatogenéze kobylky kobylky Brachystola magna, čo demonštrovalo, ako sa tieto štruktúry v meióze segregujú. Okrem toho sa mu podarilo zistiť, že chromozómy boli zoskupené do párov.

Na základe tohto princípu Sutton navrhol, aby Mendelove výsledky mohli byť integrované s existenciou chromozómov, takže sa predpokladá, že gény sú ich súčasťou.

Príspevok Thomasa Hunta Morgana

V roku 1909 sa Morganovi podarilo nadviazať jasný vzťah medzi génom a chromozómom. Toto sa dosiahlo vďaka jeho experimentom s Drosophila, ktoré ukázali, že gén zodpovedný za biele oči sa nachádzal na X chromozóme tohto druhu.

Vo svojom výskume Morgan zistila, že ovocná muška mala štyri páry chromozómov, z ktorých tri boli homológne alebo autozomálne chromozómy a zostávajúci pár bol sexuálny. Tento objav získal Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu.

Rovnako ako u cicavcov, aj samice majú dva rovnaké chromozómy označené XX, zatiaľ čo muži sú XY.

Morgan tiež urobil ďalšie zásadné pozorovanie: Vo významnom počte prípadov sa niektoré gény zdedili spolu; Tento jav nazývam gény spojené s týmto javom. Avšak pri niektorých príležitostiach bolo možné toto spojenie „prerušiť“ vďaka genetickej rekombinácii.

Nakoniec Morgan poznamenal, že gény boli usporiadané lineárne pozdĺž chromozómu a každý bol umiestnený vo fyzickej oblasti: lokus (množné číslo je loci).

Morganove závery dosiahli plné prijatie chromozomálnej teórie dedičnosti, doplnili a potvrdili pripomienky svojich kolegov.

Princípy chromozómovej teórie dedičnosti

Dôkazy, ktoré predložili títo vedci, umožnili odhaliť princípy chromozomálnej teórie dedičnosti:

Gény umiestnené na chromozómoch

Gény sa nachádzajú na chromozómoch a sú usporiadané lineárne. Na potvrdenie tejto zásady existujú priame dôkazy a nepriame dôkazy.

Ako nepriamy dôkaz musíme považovať chromozómy za nosiče génov. Chromozómy sú schopné prenášať informácie prostredníctvom semi-konzervatívneho replikačného procesu, ktorý osvedčuje molekulárnu identitu sesterských chromatidov.

Chromozómy majú okrem toho zvláštnosť pri prenose genetických informácií rovnakým spôsobom, aký predpovedajú Mendelove zákony.

Sutton predpokladal, že gény spojené s farbou semien - zelenou a žltou - sa prenášajú na konkrétnom páre chromozómov, zatiaľ čo gény súvisiace s textúrou - hladkou a drsnou - sa prenášajú na inom páre.

Chromozómy majú špecifické polohy nazývané lokusy, kde sa nachádzajú gény. Podobne sú to chromozómy, ktoré sú distribuované nezávisle.

Na základe tejto myšlienky je ľahké pomery 9: 3: 3: 1, ktoré zistil Mendel, ľahko vysvetliť, pretože teraz boli známe fyzikálne častice dedičnosti.

Výmena informácií o chromozómoch

U diploidných druhov umožňuje proces meiózy počet chromozómov, ktoré budú mať gamety na polovicu. Týmto spôsobom, keď dôjde k oplodneniu, sa obnoví diploidný stav nového jedinca.

Keby neexistovali procesy meiózy, počet chromozómov by sa s postupujúcimi generáciami zdvojnásoboval.

Chromozómy sú schopné vzájomne si vymieňať regióny; Tento jav je známy ako genetická rekombinácia a vyskytuje sa v procesoch meiózy. Frekvencia, v ktorej dochádza k rekombinácii, závisí od toho, ako ďaleko sú gény umiestnené na chromozómoch.

Existujú spojené gény

Čím bližšie sú gény, tým je pravdepodobnejšie, že budú zdedené spolu. Keď sa to stane, gény sú „spojené“ a prenášané do ďalšej generácie ako jeden stavebný blok.

Existuje spôsob, ako kvantifikovať blízkosť génov v jednotkách centimorganu, skrátene cM. Táto jednotka sa používa pri konštrukcii máp genetických väzieb a je ekvivalentná 1% frekvencii rekombinácie; to zodpovedá približne miliónu párov báz v DNA.

Maximálna frekvencia rekombinácie - to znamená v samostatných chromozómoch - sa vyskytuje pri viac ako 50%, a tento scenár je jedným z „bez ligácie“.

Všimnite si, že keď sú spojené dva gény, nie sú v súlade so zákonom o prenose znakov navrhnutým Mendelom, pretože tieto zákony boli založené na znakoch, ktoré boli umiestnené na samostatných chromozómoch.

Referencie

1. Campbell, NA (2001). Biológia: Koncepty a vzťahy. Pearson Education.
2. Crow, EW a Crow, JF (2002). Pred 100 rokmi: Walter Sutton a chromozómová teória dedičnosti. Genetics, 160 (1), 1-4.
3. Jenkins, JB (1986). Genetics. Obrátil som sa.
4. Lacadena, JR (1996). Cytogenetika. Redakčný doplnok.
5. Saddler, TW, & Langman, J. (2005). Klinicky zameraná lekárska embryológia.
6. Watson, JD (2006). Molekulárna biológia génu. Panamerican Medical Ed.