WAS IST DIE CHROMOSOMENTHEORIE DER VERERBUNG? (SUTTON UND MORGAN) - BIOLOGIE - 2025

Die Chromosomentheorie oder die Chromosomentheorie der Vererbung ist eine der Theorien, die von Biologen entwickelt wurden, um die Übertragung von Phänotyp und Genotyp von den Eltern auf ihre Nachkommen zu erklären.

Diese Theorie zielt darauf ab, die Beobachtungen der Zellbiologie mit den von Gregor Mendel vorgeschlagenen Erbprinzipien zu verbinden und daraus zu schließen, dass Gene in Chromosomen gefunden werden und dass sie in der Meiose unabhängig verteilt sind.

Die Chromosomentheorie kann wie folgt zusammengefasst werden: Der physikalische Ort der Gene befindet sich auf den Chromosomen und diese sind linear angeordnet. Darüber hinaus gibt es ein Phänomen des Austauschs von genetischem Material zwischen Chromosomenpaaren, das als Rekombination bekannt ist und von der Nähe der Gene abhängt.

Geschichte

Zu der Zeit, als Mendel seine Gesetze aussprach, gab es keine Hinweise auf den Mechanismus der Verteilung von Chromosomen in den Prozessen von Meiose und Mitose.

Mendel vermutete jedoch die Existenz bestimmter "Faktoren" oder "Partikel", die in den Sexualzyklen von Organismen verteilt waren, hatte jedoch keine Kenntnis von der wahren Identität dieser Entitäten (jetzt ist bekannt, dass es sich um Gene handelt).

Aufgrund dieser theoretischen Lücken wurde Mendels Arbeit von der damaligen wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht geschätzt.

Beitrag von Walter Sutton

1903 betonte der amerikanische Biologe Walter Sutton die Bedeutung eines Chromosomenpaares ähnlicher Morphologie. Während der Meiose trennt sich dieses homologe Paar und jeder Gamet erhält ein einzelnes Chromosom.

Tatsächlich war Sutton der erste, der feststellte, dass Chromosomen Mendels Gesetzen gehorchen, und diese Behauptung wird als erstes gültiges Argument zur Unterstützung der Chromosomentheorie der Vererbung angesehen.

Suttons experimentelles Design bestand darin, die Chromosomen in der Spermatogenese der Heuschrecke Brachystola magna zu untersuchen und zu demonstrieren, wie sich diese Strukturen bei der Meiose trennen. Darüber hinaus konnte er feststellen, dass die Chromosomen paarweise gruppiert waren.

Vor diesem Hintergrund schlug Sutton vor, dass Mendels Ergebnisse in die Existenz von Chromosomen integriert werden können, wobei angenommen wird, dass Gene Teil davon sind.

Beitrag von Thomas Hunt Morgan

1909 gelang es Morgan, eine klare Beziehung zwischen einem Gen und einem Chromosom herzustellen. Dies wurde dank seiner Experimente mit Drosophila erreicht, die zeigten, dass sich das für weiße Augen verantwortliche Gen auf dem X-Chromosom dieser Art befand.

In ihrer Forschung fand Morgan heraus, dass die Fruchtfliege vier Chromosomenpaare besaß, von denen drei homologe oder autosomale Chromosomen waren und das verbleibende Paar sexuell war. Diese Entdeckung wurde mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet.

Wie bei Säugetieren haben Frauen zwei identische Chromosomen, die mit XX bezeichnet werden, während Männer XY sind.

Morgan machte noch eine weitere wichtige Beobachtung: In einer signifikanten Anzahl von Fällen wurden bestimmte Gene zusammen vererbt; Ich nenne dieses Phänomen verknüpfte Gene. In einigen Fällen war es jedoch möglich, diese Verbindung dank genetischer Rekombination zu "brechen".

Schließlich stellte Morgan fest, dass die Gene linear entlang des Chromosoms angeordnet waren und sich jeweils in einer physischen Region befanden: dem Locus (der Plural ist Loci).

Morgans Schlussfolgerungen erreichten die volle Akzeptanz der chromosomalen Vererbungstheorie und vervollständigten und bestätigten die Beobachtungen seiner Kollegen.

Prinzipien der Chromosomentheorie der Vererbung

Die von diesen Forschern vorgelegten Beweise ermöglichten es, die Prinzipien der chromosomalen Vererbungstheorie auszudrücken:

Gene auf Chromosomen

Gene befinden sich auf Chromosomen und sind linear angeordnet. Um diesen Grundsatz zu bestätigen, gibt es direkte und indirekte Beweise.

Als indirekten Beweis müssen wir Chromosomen als Vehikel von Genen betrachten. Chromosomen sind in der Lage, Informationen durch einen halbkonservativen Replikationsprozess zu übertragen, der die molekulare Identität von Schwesterchromatiden bestätigt.

Darüber hinaus haben Chromosomen die Besonderheit, genetische Informationen auf die gleiche Weise zu übertragen, wie es Mendels Gesetze vorhersagen.

Sutton postulierte, dass Gene, die mit der Samenfarbe assoziiert sind - grün und gelb - auf einem bestimmten Chromosomenpaar übertragen wurden, während Gene, die mit der Textur zusammenhängen - glatt und rau - auf einem anderen Paar übertragen wurden.

Chromosomen haben spezifische Positionen, sogenannte Loci, an denen sich Gene befinden. Ebenso sind es die Chromosomen, die unabhängig voneinander verteilt sind.

Nach dieser Idee sind die von Mendel gefundenen 9: 3: 3: 1-Verhältnisse leicht zu erklären, da nun die physikalischen Vererbungspartikel bekannt waren.

Chromosomen tauschen Informationen aus

Bei diploiden Arten erlaubt der Meioseprozess die Anzahl der Chromosomen, die die Gameten haben werden, in der Hälfte. Auf diese Weise wird bei Befruchtung der diploide Zustand des neuen Individuums wiederhergestellt.

Wenn es keine Meioseprozesse gäbe, würde sich die Anzahl der Chromosomen im Verlauf der Generationen verdoppeln.

Chromosomen sind in der Lage, Regionen miteinander auszutauschen; Dieses Phänomen ist als genetische Rekombination bekannt und tritt bei den Meioseprozessen auf. Die Häufigkeit der Rekombination hängt davon ab, wie weit die Gene auf den Chromosomen voneinander entfernt sind.

Es gibt verknüpfte Gene

Je näher die Gene sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie zusammen vererbt werden. In diesem Fall werden die Gene "verknüpft" und als einzelner Baustein an die nächste Generation weitergegeben.

Es gibt eine Möglichkeit, die Nähe von Genen in Einheiten von Centimorgan, abgekürzt cM, zu quantifizieren. Diese Einheit wird bei der Erstellung genetischer Verknüpfungskarten verwendet und entspricht einer Rekombinationsfrequenz von 1%. es entspricht ungefähr einer Million Basenpaaren in der DNA.

Die maximale Häufigkeit der Rekombination - das heißt in getrennten Chromosomen - liegt bei mehr als 50%, und dieses Szenario ist eines von "ohne Ligation".

Beachten Sie, dass zwei Gene, wenn sie miteinander verbunden sind, nicht dem von Mendel vorgeschlagenen Gesetz zur Übertragung von Zeichen entsprechen, da diese Gesetze auf Zeichen basierten, die sich auf separaten Chromosomen befanden.

Verweise

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