Chromosomale theorie van overerving (uitgelegd met diagram)

The Chromosome Theory of Inheritance!

Na de ontdekking van de erfrechten van Mendel, keerden wetenschappers vanzelf naar de problemen van de mechanica van de processen die ze waarnamen. Het "wat" van de vroegste twintigste eeuw maakte snel plaats voor een bezorgdheid over "hoe"?

Een paar documenten van Sutton al in 1902 en 1903 (slechts twee en drie jaar, respectievelijk, na de herontdekking van Mendel's historische documenten die de moderne tijd van de genetica initieerden) wezen duidelijk de weg naar een fysieke basis voor de wetenschap van de erfelijkheid. De chromosomale theorie van overerving werd onafhankelijk voorgesteld door Sutton en Boveri in 1902.

Sutton was een afgestudeerde student van Wilson aan Columbia University en wordt gecrediteerd voor het aantonen van een parallel tussen meiotisch gedrag van gepaarde chromosomen en het gedrag van paren van Mendeliaanse factoren. Hij zou het principe van segregatie van Mendel op cytologische basis kunnen verklaren.

Dat in de meiose een lid van een paar homologe chromosomen naar een dochtercel gaat, de andere naar de tweede dochtercel. Mendel's principe van onafhankelijk assortiment vond cytologisch bewijs van het feit dat leden van een paar homologe chromosomen onafhankelijk van de leden van een ander paar naar de polen bewegen.

Walters S. Sutton voerde aan dat deze parallellen tussen het gedrag van chromosomen en de factoren van Mendel opvallend zijn om toevallig te zijn.

Sutton zorgvuldig berekend dat het aantal chromosoomcombinaties precies hetzelfde is als de nummercombinaties die mogelijk zouden zijn in gameten en in combinaties van factoren die Mendel gepostuleerd had in zygoten met verschillende aantallen chromosomen in de verklaring van de resultaten van kruisen met erwtenplanten, diploïde cellen .

Hij vond dat het aantal mogelijke chromosoomcombinaties precies hetzelfde is als het aantal combinaties van factoren dat Mendel suggereerde bij het verklaren van de resultaten van kruisen met erwtenplanten.

Fig. 5.30. Onafhankelijke assortiment van de chromosomen en de genen die ze dragen vindt plaats omdat de homologe gepaarde chromosomen zichzelf kunnen rangschikken en op twee verschillende manieren kunnen scheiden tijdens meiose. Dit leidt tot vier soorten allelische combinaties in de gameten. De F2 levert een fenotypische verhouding op van 9: 3: 3: 1.

Fig. 5.31. Kruis van heterozygote dihybride testen met een dubbele recessieve ouder. Met de genen op afzonderlijke chromosomen worden vier soorten nakomelingen in gelijke verhoudingen verkregen. Twee hiervan zijn oudertypen en twee zijn recombinanten. Ouderlijke en recombinante frequenties zijn elk 50%.

Sutton en Boveri's argumenten voor zijn chromosoomtheorie van erfelijkheid waren in wezen als volgt:

1. Omdat het sperma en de eicellen de enige brug vormen van de ene generatie naar de andere, moeten alle erfelijke karakters erin worden gedragen.

2. De spermacel verliest praktisch al zijn cytoplasma tijdens het rijpen, zoals te zien is aan de hand van observatie onder de microscoop. Omdat het sperma net zoveel bijdraagt ​​aan erfelijkheid als het ei, moeten de erfelijke factoren in de kern worden gedragen.

3. Chromosomen worden in paren gevonden; dus als de Mendeliaanse factoren.

4. De vereniging van sperma en ei, elk met zijn enkele set chromosomen, herstelt voor het nieuwe organisme het gehele aantal (twee sets) chromosomen dat eerder werd waargenomen in de lichaamscellen van het ouderorganisme.

5. Tijdens celdeling, delen de chromosomen nauwkeurig. Dit geeft het idee dat genen op chromosomen worden gedragen.

6. De chromosomen scheiden bij meiose. Dit betekent dat leden van elk paar uit elkaar gaan en naar verschillende cellen gaan. Mendeliaanse factoren scheiden ook op het moment van de vorming van gameten.

7. De leden van chromosoompaar segregeren onafhankelijk van andere chromosoomparen. Mendeliaanse genen scheiden ook onafhankelijk.

Met andere woorden, chromosomen zijn in overeenstemming met Mendel's wetten van overerving. Sutton sloot zijn artikel uit 1902 af met een gedurfde voorspelling: "Ik kan eindelijk de aandacht vestigen op de waarschijnlijkheid dat (het gedrag van chromosomen) de fysieke basis van de Mendeliaanse erfelijkheidswetten kan vormen". Werkelijk werd de deur geopend voor een objectief onderzoek van de fysische mechanismen van de genetische processen.