Teoria cromozomială a moștenirii genetice

(Cromozomii sunt structuri nucleare filiforme care constau din ADN și proteine care servesc drept depozite pentru informații genetice. Cromozomii reprezentați aici au fost izolați din glanda salivară a unei muște a fructelor, colorați cu colorant și vizualizați la microscop. Asemănător codurilor de bare în miniatură, cromozomii absorb diferiți coloranți pentru a produce modele de benzi caracteristice, ceea ce permite identificarea lor de rutină.)

Gena este unitatea fizică a moștenirii, iar genele sunt aranjate într-o ordine liniară pe cromozomi. Comportamentul cromozomilor și interacțiunea în timpul meiozei explică, la nivel celular, modelele de moștenire pe care le observăm în populații. Tulburările genetice care implică modificări ale numărului sau structurii cromozomilor pot avea efecte dramatice și pot împiedica dezvoltarea unui ovul fertilizat.

Cu mult înainte ca oamenii de știință să vizualizeze cromozomii la microscop, părintele geneticii moderne, Gregor Mendel, a început să studieze ereditatea în 1843. Cu tehnici microscopice îmbunătățite la sfârșitul anilor 1800, biologii celulari au putut colora și vizualiza structurile subcelulare cu coloranți și le-au observat acțiunile în timpul diviziunii celulare și meiozei. Cu fiecare diviziune mitotică, cromozomii s-au replicat, s-au condensat dintr-o masă nucleară amorfă (fără formă constantă) în corpuri distincte în formă de X (perechi de cromatide surori identice) și au migrat către polii celulari separați.

Speculația că cromozomii ar putea fi cheia înțelegerii eredității a determinat mai mulți oameni de știință să examineze publicațiile lui Mendel și să-și reevalueze modelul în ceea ce privește comportamentul cromozomilor în timpul mitozei și meiozei. În 1902, Theodor Boveri a observat că dezvoltarea adecvată a embrionului de arici de mare nu are loc decât dacă sunt prezenți cromozomi. În același an, Walter Sutton a observat separarea cromozomilor în celulele fiice în timpul meiozei (Figura 13.2). Împreună, aceste observații au condus la Teoria cromozomală a moștenirii, care a identificat cromozomii drept materialul genetic responsabil pentru moștenirea mendeliană.

((a) Walter Sutton și (b) Theodor Boveri au dezvoltat teoria cromozomală a moștenirii, care afirmă că cromozomii poartă unitatea de ereditate (genele). Eleanor Carothers (c), a fost prima care a furnizat dovezi fizice care susțin teoria.)

Teoria cromozomală a moștenirii a fost în concordanță cu legile lui Mendel, pe care următoarele observații le susțin:

• În timpul meiozei, perechile de cromozomi omologi migrează ca structuri discrete care sunt independente de alte perechi de cromozomi.
• Sortarea cromozomilor din fiecare pereche omoloagă în pre-gameți pare să fie aleatorie.
• Fiecare părinte sintetizează gameți care conțin doar jumătate din complementul lor cromozomial.
• Chiar dacă gameții masculini și feminini (sperma și ovulul) diferă ca mărime și morfologie, ei au același număr de cromozomi, sugerând contribuții genetice egale din partea fiecărui părinte.
• Cromozomii gametici se combină în timpul fertilizării pentru a produce descendenți cu același număr de cromozomi ca și părinții lor.

În ciuda lipsei de dovezi directe că cromozomii poartă trăsături, corelația convingătoare dintre comportamentul cromozomilor în timpul meiozei și legile abstracte ale lui Mendel i-au determinat pe oamenii de știință să propună Teoria cromozomală a moștenirii. Criticii au subliniat că indivizii aveau trăsături de segregare mult mai independente decât aveau cromozomi. La aproximativ zece ani după ce teoria a fost propusă, Eleanor Carothers a fost prima care a descoperit dovezi fizice care o susțin; ea a observat un sortiment independent de cromozomi la lăcuste. Apoi, după câțiva ani de încrucișări cu musca de fructe, Drosophila melanogaster, Thomas Hunt Morgan a oferit dovezi experimentale suplimentare pentru a susține teoria cromozomală a moștenirii.

Sursa: Biology 2e, by OpenStax, access for free at https://openstax.org. ©2020 Rice University, licența CC BY 4.0. Traducere și adaptare: Nicolae Sfetcu, © 2023 MultiMedia Publishing