ЩО ТАКЕ ТЕОРІЯ УСПАДКУВАННЯ ХРОМОСОМ? (САТТОН І МОРГАН) - БІОЛОГІЯ - 2025

Хромосомна теорія або хромосомної теорії спадковості є один з тих , який був розроблений на шляху біологів , щоб спробувати пояснити передачу фенотипу і генотипу від батьків до потомства.

Ця теорія має на меті інтегрувати спостереження за клітинною біологією зі спадковими принципами, запропонованими Грегором Менделем, роблячи висновок, що гени знаходяться в хромосомах і що вони розподіляються незалежно в мейозі.

Теорію хромосом можна узагальнити так: фізичне розташування генів знаходиться на хромосомах і вони розташовані лінійно. Крім того, існує явище обміну генетичного матеріалу між парами хромосом, відоме як рекомбінація, що залежить від близькості генів.

Історія

У той час, коли Мендель озвучував свої закони, не було даних про механізм розподілу хромосом у процесах мейозу та мітозу.

Однак Мендел запідозрив існування певних "факторів" або "частинок", які були розподілені в статевих циклах організмів, але не знали справжньої ідентичності цих утворень (зараз відомо, що вони є генами).

Через ці теоретичні прогалини праця Менделя не була оцінена науковою спільнотою того часу.

Сприяв Уолтер Саттон

У 1903 р. Американський біолог Вальтер Саттон наголосив на важливості пари хромосом подібної морфології. Під час мейозу ця гомологічна пара відокремлюється і кожна гамета отримує одну хромосому.

Насправді Саттон був першою людиною, яка зазначила, що хромосоми підкоряються законам Менделя, і це твердження вважається першим вагомим аргументом на підтримку хромосомної теорії успадкування.

Експериментальна конструкція Саттона полягала у вивченні хромосом у сперматогенезі коника Брахістола магна, демонструючи, як ці структури відокремлюються при мейозі. Крім того, він зміг визначити, що хромосоми групуються по парах.

Зважаючи на цей принцип, Саттон запропонував, що результати Менделя можуть бути інтегровані з існуванням хромосом, припускаючи, таким чином, що гени є їх частиною.

Вклад Томаса Ханта Моргана

У 1909 р. Моргану вдалося встановити чіткий зв’язок між геном і хромосомою. Це було досягнуто завдяки його експериментам з дрозофілою, показавши, що ген, відповідальний за білі очі, розташований на Х-хромосомі цього виду.

У своєму дослідженні Морган встановила, що плодова муха має чотири пари хромосом, з яких три - гомологічні або аутосомні хромосоми, а решта пари - статеві. Це відкриття отримало Нобелівську премію з фізіології чи медицини.

Як і у ссавців, у жінок є дві однакові хромосоми, позначені XX, тоді як у самців XY.

Морган також зробив ще одне важливе спостереження: у значній кількості випадків певні гени успадковувалися разом; Я називаю це явище пов'язаними генами. Однак в деяких випадках вдалося «розірвати» цю ланку завдяки генетичній рекомбінації.

Нарешті, Морган зазначив, що гени були розташовані лінійно вздовж хромосоми, і кожен був розташований у фізичній області: локус (множина - локуси).

Висновки Моргана досягли повного прийняття хромосомної теорії успадкування, доповнивши та підтвердивши спостереження своїх колег.

Принципи хромосомної теорії успадкування

Докази, представлені цими дослідниками, дозволили викласти принципи хромосомної теорії успадкування:

Гени, розташовані на хромосомах

Гени знаходяться на хромосомах і розташовані лінійно. Для підтвердження цього принципу є прямі докази та непрямі докази.

Як непрямі докази ми маємо розглядати хромосоми як носії генів. Хромосоми здатні передавати інформацію через напівконсервативний процес реплікації, що засвідчує молекулярну ідентичність сестринських хроматид.

Крім того, хромосоми мають особливість передачі генетичної інформації таким же чином, як і передбачать закони Менделя.

Саттон постулював, що гени, пов’язані з кольором насіння - зеленим і жовтим - переносилися на певну пару хромосом, в той час як гени, пов'язані з текстурою - гладкою і грубою - переносилися на різну пару.

Хромосоми мають специфічні положення, які називаються локусами, де розташовані гени. Так само хромосоми розподіляються незалежно.

Дотримуючись цієї ідеї, співвідношення 9: 3: 3: 1, знайдене Менделем, легко пояснити, оскільки тепер фізичні частинки успадкування були відомі.

Хромосоми обмінюються інформацією

У диплоїдних видів процес мейозу дозволяє кількість хромосом мати гамети вдвічі. Таким чином, коли відбувається запліднення, відновлюється диплоїдний стан нової особини.

Якби не було мейозних процесів, кількість хромосом зростала б удвічі, коли покоління прогресували.

Хромосоми здатні обмінюватися між собою областями; Це явище відоме як генетична рекомбінація і відбувається в процесах мейозу. Частота, з якою відбувається рекомбінація, залежить від того, наскільки гени розташовані на хромосомах.

Існують пов'язані гени

Чим ближче гени, тим більша ймовірність їх успадкування разом. Коли це відбувається, гени "пов'язані" і передаються наступному поколінню як єдиний будівельний блок.

Існує спосіб кількісної оцінки близькості генів в одиницях центоорганізму, скорочено сМ. Цей блок використовується при побудові карт генетичних зв'язків і еквівалентний 1% частоті рекомбінації; це відповідає приблизно одному мільйону пар основ ДНК.

Максимальна частота рекомбінації - тобто в окремих хромосомах - зустрічається більше ніж на 50%, і цей сценарій є одним із "без перев'язок".

Зауважимо, що коли два гена пов'язані, вони не відповідають закону передачі символів, запропонованому Менделем, оскільки ці закони базувалися на символах, розташованих на окремих хромосомах.

Список літератури

1. Кемпбелл, штат НС (2001). Біологія: Поняття та стосунки. Пірсон освіта.
2. Ворона, EW та Crow, JF (2002). 100 років тому: Уолтер Саттон і теорія спадковості хромосом. Генетика, 160 (1), 1–4.
3. Дженкінс, Дж. Б. (1986). Генетика. Я перевернувся.
4. Lacadena, JR (1996). Цитогенетика. Редакційна прихильність.
5. Saddler, TW, & Langman, J. (2005). Клінічно орієнтована медична ембріологія.
6. Ватсон, JD (2006). Молекулярна біологія гена. Panamerican Medical Ed.