WAT IS DE CHROMOSOOMTHEORIE VAN OVERERVING? (SUTTON EN MORGAN) - BIOLOGIE - 2025

De chromosomale theorie of chromosomale theorie van overerving is er een die is ontwikkeld op de manier van biologen om de overdracht van fenotype en genotype van ouders op hun nakomelingen te verklaren.

Deze theorie heeft tot doel de observaties van celbiologie te integreren met de erfelijke principes voorgesteld door Gregor Mendel, met de conclusie dat genen worden gevonden in chromosomen en dat ze onafhankelijk worden verdeeld in meiose.

De chromosoomtheorie kan als volgt worden samengevat: de fysieke locatie van genen bevindt zich op de chromosomen en deze zijn lineair gerangschikt. Daarnaast is er een fenomeen van uitwisseling van genetisch materiaal tussen chromosomenparen, bekend als recombinatie, dat afhangt van de nabijheid van de genen.

Geschiedenis

Op het moment dat Mendel zijn wetten verkondigde, was er geen bewijs voor het distributiemechanisme van chromosomen in de processen van meiose en mitose.

Mendel vermoedde echter het bestaan ​​van bepaalde "factoren" of "deeltjes" die werden verspreid in de seksuele cycli van organismen, maar had geen kennis van de ware identiteit van deze entiteiten (nu is bekend dat het genen zijn).

Vanwege deze theoretische hiaten werd het werk van Mendel niet gewaardeerd door de wetenschappelijke gemeenschap van die tijd.

Bijgedragen door Walter Sutton

In 1903 benadrukte de Amerikaanse bioloog Walter Sutton het belang van een paar chromosomen met een vergelijkbare morfologie. Tijdens de meiose scheidt dit homologe paar zich en krijgt elke gameet een enkel chromosoom.

Sutton was zelfs de eerste die opmerkte dat chromosomen de wetten van Mendel gehoorzamen, en deze bewering wordt beschouwd als het eerste geldige argument om de chromosoomtheorie van overerving te ondersteunen.

Sutton's experimentele ontwerp bestond uit het bestuderen van de chromosomen in de spermatogenese van de sprinkhaan Brachystola magna, en liet zien hoe deze structuren zich in meiose scheiden. Bovendien kon hij vaststellen dat de chromosomen in paren gegroepeerd waren.

Met dit principe in gedachten, stelde Sutton voor dat de resultaten van Mendel kunnen worden geïntegreerd met het bestaan ​​van chromosomen, dus ervan uitgaande dat genen er deel van uitmaken.

Bijdrage van Thomas Hunt Morgan

In 1909 slaagde Morgan erin om een ​​duidelijke relatie tussen een gen en een chromosoom vast te stellen. Dit werd bereikt dankzij zijn experimenten met Drosophila, die aantoonden dat het gen dat verantwoordelijk is voor witte ogen zich op het X-chromosoom van deze soort bevond.

In haar onderzoek ontdekte Morgan dat de fruitvlieg vier paar chromosomen bezat, waarvan er drie homologe of autosomale chromosomen waren en het resterende paar seksueel was. Deze ontdekking werd bekroond met de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde.

Net als bij zoogdieren hebben vrouwtjes twee identieke chromosomen, aangeduid met XX, terwijl mannetjes XY zijn.

Morgan maakte nog een andere cruciale observatie: in een aanzienlijk aantal gevallen werden bepaalde genen samen overgeërfd; Ik noem dit fenomeen gekoppelde genen. Bij sommige gelegenheden was het echter mogelijk om deze link te "verbreken", dankzij genetische recombinatie.

Ten slotte merkte Morgan op dat genen lineair langs het chromosoom waren gerangschikt en dat elk gen zich in een fysiek gebied bevond: de locus (het meervoud is loci).

Morgan's conclusies bereikten volledige acceptatie van de chromosomale theorie van overerving, en completeerden en bevestigden de observaties van zijn collega's.

Principes van de chromosoomtheorie van overerving

Het bewijs dat door deze onderzoekers werd aangedragen, maakte het mogelijk de principes van de chromosomale overervingstheorie te verkondigen:

Genen op chromosomen

Genen worden gevonden op chromosomen en zijn lineair gerangschikt. Om dit principe te bevestigen is er direct bewijs en indirect bewijs.

Als indirect bewijs moeten we chromosomen beschouwen als de dragers van genen. Chromosomen kunnen informatie verzenden via een semi-conservatief replicatieproces dat de moleculaire identiteit van zusterchromatiden bevestigt.

Bovendien hebben chromosomen de bijzonderheid dat ze genetische informatie doorgeven op dezelfde manier als de wetten van Mendel voorspellen.

Sutton stelde dat genen die geassocieerd zijn met zaadkleur - groen en geel - op een bepaald paar chromosomen werden gedragen, terwijl genen gerelateerd aan textuur - glad en ruw - op een ander paar werden gedragen.

Chromosomen hebben specifieke posities die loci worden genoemd, waar genen zich bevinden. Evenzo zijn het de chromosomen die onafhankelijk worden verdeeld.

Volgens dit idee zijn de door Mendel gevonden 9: 3: 3: 1-verhoudingen gemakkelijk te verklaren, aangezien nu de fysieke overervingsdeeltjes bekend waren.

Chromosomen wisselen informatie uit

Bij diploïde soorten laat het meioseproces het aantal chromosomen toe dat de gameten zullen hebben in de helft. Op deze manier wordt bij bevruchting de diploïde toestand van het nieuwe individu hersteld.

Als er geen meioseprocessen zouden zijn, zou het aantal chromosomen verdubbelen naarmate de generaties vorderen.

Chromosomen zijn in staat regio's met elkaar uit te wisselen; Dit fenomeen staat bekend als genetische recombinatie en komt voor in de meioseprocessen. De frequentie waarmee recombinatie plaatsvindt, hangt af van hoe ver de genen op de chromosomen van elkaar verwijderd zijn.

Er zijn gekoppelde genen

Hoe dichter de genen zijn, hoe groter de kans dat ze samen worden geërfd. Wanneer dit gebeurt, worden de genen "gekoppeld" en als één bouwsteen doorgegeven aan de volgende generatie.

Er is een manier om de nabijheid van genen te kwantificeren in eenheden van centimorgan, afgekort cM. Deze eenheid wordt gebruikt bij de constructie van genetische koppelingskaarten en komt overeen met 1% recombinatiefrequentie; het komt overeen met ongeveer een miljoen basenparen in DNA.

De maximale frequentie van recombinatie - dat wil zeggen in afzonderlijke chromosomen - komt voor bij meer dan 50%, en dit scenario is er een van "geen koppeling".

Merk op dat wanneer twee genen met elkaar verbonden zijn, ze niet voldoen aan de wet van overdracht van karakters voorgesteld door Mendel, aangezien deze wetten gebaseerd waren op karakters die zich op afzonderlijke chromosomen bevonden.

Referenties

1. Campbell, NA (2001). Biologie: concepten en relaties. Pearson Education.
2. Crow, EW en Crow, JF (2002). 100 jaar geleden: Walter Sutton en de chromosoomtheorie van erfelijkheid. Genetica, 160 (1), 1-4.
3. Jenkins, JB (1986). Genetica. Ik draaide me om.
4. Lacadena, JR (1996). Cytogenetica. Redactionele Complutense.
5. Saddler, TW, & Langman, J. (2005). Klinisch georiënteerde medische embryologie.
6. Watson, JD (2006). Moleculaire biologie van het gen. Panamerican Medical Ed.