Хромозомната теория на Сътън и Морган
Хромозомната теория на Сътън и Морган възнамерява да интегрира наблюденията на клетъчната биология с наследствените принципи, предложени от Грегор Мендел, заключавайки, че гените се намират в хромозомите и че те се разпределят независимо в мейозата.
Тази теория започва да се формира между 1902 и 1905 г. от независимите идеи на Уолтър Сътън, Томас Хънт Морган, Теодор Бовери и други изследователи по онова време. Отне повече от две десетилетия, за да може да се изгради зряла идея на тази теория.
Хромозомната теория може да се обобщи по следния начин: физическото местоположение на гените се намира в хромозомите и те са подредени по линеен начин. В допълнение, съществува феномен на обмен на генетичен материал между двойки хромозоми, известен като рекомбинация, която зависи от близостта на гените.
история
По времето, когато Мендел обяснява законите си, няма доказателства за механизма на разпределение на хромозомите в процесите на мейоза и митоза.
Въпреки това, Мендел подозира за съществуването на някои "фактори" или "частици", които са били разпределени в сексуалните цикли на организми, но не са знаели за истинската самоличност на тези същества (сега известни като гени).
Поради тези теоретични пропуски творбите на Мендел не бяха оценени от научната общност по онова време.
Уолтър Сътън
През 1903 г. американският биолог Уолтър Сътън подчерта важността на двойка хромозоми с подобна морфология. По време на мейозата, тази хомоложна двойка се разделя и всяка гамета получава единична хромозома.
Всъщност Саттън беше първият човек, който забеляза, че хромозомите се подчиняват на законите на Мендел и това твърдение се счита за първия валиден аргумент в подкрепа на хромозомната теория на наследяването.
Експерименталният проект на Сътън се състоеше в изучаване на хромозомите в сперматогенезата на скакалеца Brachystola magna, демонстрирайки как тези структури сегрегират в мейозата. Освен това той е в състояние да определи, че хромозомите са групирани по двойки.
Имайки предвид този принцип, Саттън предложил резултатите от Мендел да бъдат интегрирани със съществуването на хромозоми, като се приеме, че гените са част от тях.
Принос от Томас Хънт Морган
През 1909 г. Морган успява да установи ясна връзка между ген и хромозома. Това е постигнато благодарение на неговите експерименти с Drosophila, което показва, че генът, отговорен за белите очи, е разположен на Х хромозомата на този вид.
В своето изследване Морган установява, че плодовата муха притежава четири двойки хромозоми, от които три са хомоложни или автозомни хромозоми, а останалата двойка е сексуална. Това откритие получи Нобелова награда по физиология и медицина.
Както при бозайниците, женските имат две идентични хромозоми, обозначени като XX, докато мъжките са XY.
Морган направи и друго критично наблюдение: в значителен брой случаи някои гени са наследени заедно; Аз наричам този феномен свързаните гени. Въпреки това, в някои случаи е било възможно да се "прекъсне" тази връзка, благодарение на генетичната рекомбинация.
И накрая, Морган забелязал, че гените са подредени линейно по хромозомата и всеки от тях е разположен във физическа област: локуса (множествено число е локусите ).
Заключенията на Морган постигнаха пълно приемане на теорията за хромозомното наследство, допълвайки и потвърждавайки наблюденията на неговите колеги.
Принципи на теорията
Представените от тези изследователи доказателства позволяват да се обяснят принципите на хромозомната теория на наследяването:
Гените, разположени в хромозомите
Гените се намират в хромозомите и са организирани по линеен начин. За да се потвърди този принцип, има преки доказателства и косвени доказателства.
Като косвено доказателство ние трябва да разглеждаме хромозомите като носители на гените. Хромозомите са способни да предават информация чрез полуконсервативен процес на репликация, който удостоверява молекулната идентичност на сестринските хроматиди.
В допълнение, хромозомите имат особеността на предаване на генетична информация по същия начин, както предричат законите на Мендел.
Сътън постулира, че гените, които са свързани с цвета на семената - зелено и жълто - са транспортирани в определена двойка хромозоми, докато гените, свързани с текстурата - гладки и груби - са транспортирани в различна двойка.
Хромозомите имат специфични позиции, наречени локуси, където се намират гените. По същия начин хромозомите се разпределят независимо.
Следвайки тази идея, пропорциите 9: 3: 3: 1, открити от Мендел, са лесни за обяснение, тъй като сега физическите частици на наследството бяха известни.
Хромозомите обменят информация
При диплоидните видове мейозният процес позволява да се намали наполовина броя на хромозомите, които ще имат гаметите. По този начин, когато настъпи оплождане, диплоидното състояние на новия индивид се възстановява.
Ако нямаше мейозни процеси, броят на хромозомите би се удвоил с напредването на поколенията.
Хромозомите са способни да обменят региони един с друг; Това явление е известно като генетична рекомбинация и възниква в процесите на мейоза. Честотата, с която се осъществява рекомбинацията, зависи от разстоянието, на което са разположени гените, разположени върху хромозомите.
Има свързани гени
Колкото по-близо са гените, толкова по-вероятно е те да ги наследят заедно. Когато това се случи, гените са "свързани" и преминават към следващото поколение като един блок.
Има начин да се определи количествено близостта в гените в единици на centimorgan, съкратено cM. Тази единица се използва при изграждането на генетични карти на свързване и е еквивалентна на 1% честота на рекомбинация; съответства на приблизително един милион базови двойки в ДНК.
Максималната честота на рекомбинация - тоест, в отделни хромозоми - се среща повече от 50%, а този сценарий е "не-връзка".
Забележете, че когато два гена са свързани, те не отговарят на закона за предаване на символите, предложени от Мендел, тъй като тези закони се основават на знаци, които са разположени на отделни хромозоми.
