CO JE TO CHROMOZOMOVÁ TEORIE DĚDIČNOSTI? (SUTTON A MORGAN) - BIOLOGIE - 2025

Teorie chromozomální nebo chromozomální teorie dědičnosti je jedním z těch, který byl vyvinut ve způsobu biologů, aby se pokusili vysvětlit přenosu fenotypu a genotypu od rodičů na jejich potomky.

Cílem této teorie je integrovat pozorování buněčné biologie s dědičnými principy navrženými Gregorem Mendelem, přičemž dochází k závěru, že geny se nacházejí v chromozomech a že jsou distribuovány nezávisle v meióze.

Teorie chromozomů lze shrnout následovně: fyzické umístění genů spočívá na chromozomech a ty jsou uspořádány lineárním způsobem. Kromě toho existuje jev výměny genetického materiálu mezi páry chromozomů, známý jako rekombinace, který závisí na blízkosti genů.

Dějiny

V době, kdy Mendel vydal své zákony, neexistoval důkaz o mechanismu distribuce chromozomů v procesech meiózy a mitózy.

Mendel však předpokládal existenci určitých „faktorů“ nebo „částic“, které byly distribuovány v sexuálních cyklech organismů, ale neměl žádné znalosti o skutečné identitě těchto entit (nyní je známo, že jsou geny).

Vzhledem k těmto teoretickým mezerám nebyla Mendelova práce vědeckou komunitou té doby oceněna.

Přispěl Walter Sutton

V roce 1903 americký biolog Walter Sutton zdůraznil význam dvojice chromozomů podobné morfologie. Během meiózy se tento homologní pár odděluje a každá gameta dostává jeden chromozom.

Ve skutečnosti byl Sutton první osobou, která si všimla, že chromozomy dodržují Mendelovy zákony, a toto tvrzení je považováno za první platný argument na podporu chromozomální teorie dědičnosti.

Suttonův experimentální návrh spočíval ve studiu chromozomů ve spermatogenezi kobylky Brachystola magna, což dokazuje, jak se tyto struktury v meióze segregují. Kromě toho byl schopen určit, že chromozomy byly seskupeny do dvojic.

Sutton na tomto principu navrhl, že Mendelovy výsledky mohou být integrovány s existencí chromozomů, takže se předpokládá, že geny jsou jejich součástí.

Příspěvek Thomase Hunta Morgana

V roce 1909 se Morganovi podařilo vytvořit jasný vztah mezi genem a chromozomem. Toho bylo dosaženo díky jeho experimentům s Drosophilou, které ukazují, že gen zodpovědný za bílé oči byl umístěn na X chromozomu tohoto druhu.

Ve svém výzkumu Morgan zjistila, že ovocná muška měla čtyři páry chromozomů, z nichž tři byly homologní nebo autozomální chromozomy a zbývající pár byl sexuální. Tento objev získal Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu.

Stejně jako u savců mají samice dva identické chromozomy označené XX, zatímco muži jsou XY.

Morgan také učinil další zásadní pozorování: Ve značném počtu případů byly některé geny zděděny společně; Tomu říkám geny spojené s tímto jevem. Nicméně, v některých případech bylo možné toto spojení „přerušit“ díky genetické rekombinaci.

Nakonec Morgan poznamenal, že geny byly uspořádány lineárně podél chromozomu a každý byl umístěn ve fyzické oblasti: lokus (množné číslo je loci).

Morganovy závěry dosáhly úplného přijetí chromozomální teorie dědičnosti, doplnění a potvrzení pozorování jeho kolegů.

Principy chromozomové teorie dědičnosti

Důkazy předložené těmito výzkumníky umožnily odhalit principy chromozomální teorie dědičnosti:

Geny umístěné na chromozomech

Geny se nacházejí na chromozomech a jsou uspořádány lineárním způsobem. K potvrzení tohoto principu existují přímé důkazy a nepřímé důkazy.

Jako nepřímý důkaz musíme považovat chromozomy za nosiče genů. Chromozomy jsou schopné přenášet informace prostřednictvím polokonzervativního replikačního procesu, který potvrzuje molekulární identitu sesterských chromatidů.

Kromě toho mají chromozomy zvláštnost přenosu genetické informace stejným způsobem, jak předpovídají Mendelovy zákony.

Sutton předpokládal, že geny spojené s barvou semen - zelenou a žlutou - byly neseny na konkrétním páru chromozomů, zatímco geny související s texturou - hladké a drsné - byly neseny na jiném páru.

Chromozomy mají specifické polohy zvané loci, kde jsou umístěny geny. Rovněž jsou to chromozomy, které jsou distribuovány nezávisle.

Na základě této myšlenky lze poměry 9: 3: 3: 1 nalezené Mendelem snadno vysvětlit, protože nyní byly známé fyzikální částice dědičnosti.

Chromozomy si vyměňují informace

U diploidních druhů umožňuje proces meiózy počet chromozomů, které budou mít gamety na polovinu. Tímto způsobem, když dojde k oplodnění, se obnoví diploidní stav nového jedince.

Pokud by neexistovaly procesy meiózy, počet chromozomů by se postupem generací zdvojnásobil.

Chromozomy jsou schopné vzájemně si vyměňovat regiony; Tento jev je znám jako genetická rekombinace a vyskytuje se v procesech meiózy. Frekvence, při které dochází k rekombinaci, závisí na tom, jak daleko jsou geny umístěny na chromozomech.

Existují spojené geny

Čím blíže jsou geny, tím je pravděpodobnější, že budou zděděny společně. Když k tomu dojde, jsou geny „propojeny“ a předány další generaci jako jediný stavební blok.

Existuje způsob, jak kvantifikovat blízkost v genech v jednotkách centimorganu, zkráceně cM. Tato jednotka se používá při konstrukci map genetických vazeb a odpovídá 1% rekombinační frekvenci; odpovídá přibližně milionu párů bází v DNA.

Maximální frekvence rekombinace - tj. V samostatných chromozomech - se vyskytuje při více než 50%, a tento scénář je jedním z „bez ligace“.

Všimněte si, že když jsou spojeny dva geny, nejsou v souladu se zákonem o přenosu znaků navrženým Mendelem, protože tyto zákony byly založeny na postavách, které byly umístěny na samostatných chromozomech.

Reference

1. Campbell, NA (2001). Biologie: Koncepty a vztahy. Pearsonovo vzdělávání.
2. Crow, EW a Crow, JF (2002). Před 100 lety: Walter Sutton a chromozomální teorie dědičnosti. Genetics, 160 (1), 1-4.
3. Jenkins, JB (1986). Genetika. Obrátil jsem se.
4. Lacadena, JR (1996). Cytogenetika. Redakční komplikace.
5. Saddler, TW, & Langman, J. (2005). Klinicky orientovaná lékařská embryologie.
6. Watson, JD (2006). Molekulární biologie genu. Panamerican Medical Ed.