- Povijest
- Doprinosio Walter Sutton
- Doprinos Thomas Hunt Morgan
- Principi kromosomske teorije nasljeđivanja
- Geni smješteni na kromosomima
- Hromosomi razmjenjuju informacije
- Postoje povezani geni
- Reference
Kromosomske teorija ili kromosomske teorija nasljeđivanja je jedan od onih koji je razvijen na način biologa pokušati objasniti prijenos fenotipa i genotipa od roditelja do svoje potomstvo.
Ova teorija ima za cilj integrirati opažanja stanične biologije sa nasljednim principima koje je predložio Gregor Mendel, zaključujući da se geni nalaze u kromosomima i da se oni samostalno raspodjeljuju u mejozi.
Teorija kromosoma može se sažeti na sljedeći način: fizički položaj gena nalazi se na kromosomima i oni su raspoređeni linearno. Pored toga, postoji fenomen razmjene genetskog materijala između parova kromosoma, poznat kao rekombinacija, što ovisi o blizini gena.
Povijest
U vrijeme kada je Mendel izgovarao svoje zakone, nije bilo dokaza o mehanizmu raspodjele kromosoma u procesima mejoze i mitoze.
Mendel je, međutim, sumnjao u postojanje određenih "faktora" ili "čestica" koji su bili distribuirani u seksualnim ciklusima organizama, ali nije imao saznanja o pravom identitetu tih entiteta (sada je poznato da su to geni).
Zbog tih teorijskih nedostataka Mendel-ova djela tadašnja znanstvena zajednica nije bila cijenjena.
Doprinosio Walter Sutton
1903. američki biolog Walter Sutton naglasio je važnost para kromosoma slične morfologije. Tijekom mejoze, ovaj homologni par se odvaja i svaka gameta dobiva po jedan kromosom.
U stvari, Sutton je prva osoba koja je primijetila da kromosomi poštuju Mendelove zakone, a ova se tvrdnja smatra prvim valjanim argumentom koji podržava teoriju o nasljeđivanju kromosoma.
Suttonov eksperimentalni dizajn sastojao se od proučavanja kromosoma u spermatogenezi skakava Brachystola magna, pokazujući kako se te strukture odvajaju u mejozi. Pored toga, uspio je utvrditi da su kromosomi grupirani u parove.
Imajući to na umu, Sutton je predložio da se Mendelini rezultati mogu integrirati s postojanjem kromosoma, pretpostavljajući tako da su geni dio njih.
Doprinos Thomas Hunt Morgan
Godine 1909. Morgan je uspio uspostaviti jasnu vezu između gena i kromosoma. To je postignuto zahvaljujući njegovim eksperimentima s drosophilom, koji su pokazali da se gen odgovoran za bijele oči nalazio na X kromosomu ove vrste.
Morgan je u svom istraživanju utvrdila da voćna muha posjeduje četiri para kromosoma, od kojih su tri homologna ili autosomna kromosoma, a preostali par seksualni. Ovo je otkriće dobilo Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu.
Kao i kod sisavaca, ženke imaju dva identična kromosoma, označena su XX, dok su mužjaci XY.
Morgan je također napravio još jedno ključno zapažanje: U značajnom broju slučajeva određeni geni su naslijeđeni zajedno; Ovaj fenomen nazivam povezanim genima. Međutim, u nekim je prilikama bilo moguće prekinuti tu vezu, zahvaljujući genetskoj rekombinaciji.
Konačno, Morgan je primijetio da su geni raspoređeni linearno duž kromosoma, a svaki se nalazio u fizičkoj regiji: lokusu (množina je lokus).
Morganovi su zaključci postigli potpuno prihvaćanje kromosomske teorije nasljeđivanja, dovršavajući i potvrđujući zapažanja njegovih kolega.
Principi kromosomske teorije nasljeđivanja
Dokazi koje su dali ovi istraživači omogućili su navođenje načela kromosomske teorije nasljeđivanja:
Geni smješteni na kromosomima
Geni se nalaze na kromosomima i raspoređeni su linearno. U prilog ovom principu postoje izravni dokazi i neizravni dokazi.
Kao neizravni dokaz moramo kromosome smatrati nosiocima gena. Kromosomi su sposobni prenijeti informacije kroz postupak polukonzervativne replikacije koji potvrđuje molekularni identitet sestrinskih kromatida.
Pored toga, kromosomi imaju osobinu prijenosa genetskih informacija na isti način kao što predviđaju Mendelovi zakoni.
Sutton je postulirao da se geni povezani sa bojom sjemena - zelenom i žutom - nose na određenom paru kromosoma, dok su geni koji se odnose na teksturu - glatku i grubu - nose na različitom paru.
Hromosomi imaju specifične položaje koji se zovu lokusi, gdje se nalaze geni. Isto tako, kromosomi se distribuiraju neovisno.
Slijedom ove ideje, razmeri 9: 3: 3: 1 koje je pronašao Mendel lako je objasniti, jer su sada fizičke čestice nasljeđivanja bile poznate.
Hromosomi razmjenjuju informacije
U diploidnim vrstama proces mejoze omogućava broj kromosoma koje će gamete imati u pola. Na ovaj način, kada se dogodi oplodnja, obnavlja se diploidno stanje nove jedinke.
Da nema procesa mejoze, broj kromosoma udvostručio bi se kako generacije napreduju.
Kromosomi mogu međusobno razmjenjivati regije; Ovaj fenomen poznat je kao genetska rekombinacija i javlja se u procesima mejoze. Učestalost pojave rekombinacije ovisi o tome koliko su geni odvojeni na kromosomima.
Postoje povezani geni
Što su geni bliži, to je vjerojatnije da će ih zajedno naslijediti. Kad se to dogodi, geni se "povezuju" i prenose na sljedeću generaciju kao jedinstven građevni blok.
Postoji način za kvantificiranje blizine gena u jedinicama centimorgan, skraćeno cM. Ova jedinica koristi se za izradu karata genetskih veza i ekvivalentna je 1% učestalosti rekombinacije; to odgovara otprilike milion baznih parova u DNK.
Maksimalna učestalost rekombinacije - to jest u odvojenim kromosomima - javlja se na više od 50%, a ovaj scenarij jedan je od "bez ligacije".
Imajte na umu da kada su dva gena povezana, oni ne udovoljavaju zakonu prijenosa likova koji je predložio Mendel, budući da su se ti zakoni temeljili na likovima koji su bili smješteni na zasebnim kromosomima.
Reference
- Campbell, NA (2001). Biologija: pojmovi i odnosi. Pearson Education.
- Vrana, EW i vrana, JF (2002). Prije 100 godina: Walter Sutton i teorija o nasljednosti kromosoma. Genetika, 160 (1), 1–4.
- Jenkins, JB (1986). Genetika. Preokrenuo sam se.
- Lacadena, JR (1996). Citogenetika. Urednički saučesnik.
- Saddler, TW i Langman, J. (2005). Klinički orijentirana medicinska embriologija.
- Watson, JD (2006). Molekularna biologija gena. Panamerican Medical Ed.