QUÈ ÉS LA TEORIA CROMOSÒMICA DE L'HERÈNCIA? (SUTTON I MORGAN) - BIOLOGIA - 2025

La teoria cromosòmica o teoria cromosòmica de l'herència és una de les que es va desenvolupar en el camí dels biòlegs per tractar d'explicar la transmissió de fenotip i genotip dels progenitors a la seva descendència.

Aquesta teoria pretén integrar les observacions de la biologia cel·lular amb els principis hereditaris proposats per Gregor Mendel, concloent que els gens es troben en els cromosomes i que aquests es distribueixen de manera independent en la meiosi.

La teoria cromosòmica es pot resumir de la següent manera: la ubicació física dels gens resideix en els cromosomes i aquests s'arreglen de manera lineal. A més, hi ha un fenomen d'intercanvi de material genètic entre parells de cromosomes, conegut com recombinació, que depèn de la proximitat dels gens.

història

En el moment en què Mendel va enunciar les seves lleis no existia evidència sobre el mecanisme de distribució dels cromosomes en els processos de meiosi i mitosi.

No obstant això, Mendel sospitava de l'existència de certs "factors" o "partícules" que es distribuïen en els cicles sexuals dels organismes, però no tenia coneixement de la identitat veritable d'aquests ens (ara se sap que són els gens).

Per aquests buits teòrics, els treballs de Mendel no van ser apreciats per la comunitat científica de l'època.

Contribució de Walter Sutton

L'any 1903 el biòleg nord-americà Walter Sutton va emfatitzar en la importància d'un parell de cromosomes de morfologia semblant. Durant la meiosi, aquest parell homòleg se separa i cada gàmeta rep un sol cromosoma.

De fet, Sutton va ser la primera persona a notar que els cromosomes obeeixen les lleis de Mendel i aquesta afirmació es considera el primer argument vàlid per a sustentar la teoria cromosòmica de l'herència.

El disseny experimental de Sutton va consistir en estudiar els cromosomes en l'espermatogènesi de la llagosta Brachystola magna, demostrant com aquestes estructures segreguen en la meiosi. A més, va aconseguir determinar que els cromosomes s'agrupaven en parells.

Amb aquest principi en ment, Sutton va proposar que els resultats de Mendel poden ser integrats amb l'existència dels cromosomes, suposant així que els gens són part d'aquests.

Contribució de Thomas Hunt Morgan

L'any 1909 Morgan va aconseguir entaular una relació clara entre un gen i un cromosoma. Això ho va aconseguir gràcies als seus experiments amb Drosophila, demostrant que el gen responsable dels ulls blancs es localitzava en el cromosoma X d'aquesta espècie.

En la seva investigació, Morgan va trobar que la mosca de la fruita posseïa quatre parells de cromosomes, dels quals tres eren cromosomes homòlegs o autosomes i el parell restant era sexual. Aquest descobriment va ser guardonat amb el Premi Nobel de Medicina o Fisiologia.

A l'igual que en els mamífers, les femelles posseeixen dos cromosomes iguals, denotats com XX, mentre que els mascles són XY.

Morgan també va realitzar una altra observació crucial: en un nombre de important de casos, certs gens s'heretaven junts; a aquest fenomen en dic gens lligats. No obstant això, en algunes ocasions era possible "trencar" aquest lligament, gràcies a la recombinació genètica.

Finalment, Morgan va notar que els gens es disposaven de manera lineal al llarg de l'cromosoma, i cada un es localitzava en una regió física: el locus (el plural és loci).

Les conclusions de Morgan van aconseguir l'acceptació total de la teoria cromosòmica de l'herència, completant i corroborant les observacions dels seus col·legues.

Principis de la teoria cromosòmica de l'herència

L'evidència presentada per aquests investigadors va permetre enunciar els principis de la teoria cromosòmica de l'herència:

Gens situats en els cromosomes

Els gens es troben en els cromosomes i estan organitzats de manera lineal. Per corroborar aquest principi ha evidència directa i evidència indirecta.

Com evidència indirecta hem de considerar als cromosomes com els vehicles dels gens. Els cromosomes són capaços de transmetre la informació per un procés de replicació semiconservativa que certifica la identitat molecular de les cromàtides germanes.

A més, els cromosomes tenen la peculiaritat de transmetre la informació genètica de la mateixa manera que prediuen les lleis de Mendel.

Sutton va postular que els gens que s'associen amb el color de les llavors -verdes i grogues- eren transportats en un parell de cromosomes particular, mentre que els gens relacionats amb la textura -lisa i rugosa- eren transportats en un altre parell diferent.

Els cromosomes posseeixen posicions específiques denominades loci, on es troben els gens. Igualment, són els cromosomes els que es distribueixen de manera independent.

Seguint aquesta idea, les proporcions 9: 3: 3: 1 trobades per Mendel són fàcils d'explicar, ja que ara si es coneixien les partícules físiques de l'herència.

Cromosomes intercanvien informació

En les espècies diploides, el procés de meiosi permet reduir a la meitat el nombre de cromosomes que tindran els gàmetes. D'aquesta manera, quan ocorre la fecundació es restableix la condició diploide de el nou individu.

Si no existissin processos de meiosi, es duplicaria el nombre de cromosomes a mesura que avancen les generacions.

Els cromosomes són capaços d'intercanviar regions entre si; aquest fenomen es coneix com recombinació genètica i ocorre en els processos de meiosi. La freqüència a la qual ocorre la recombinació depèn de la distància a la qual estiguin els gens situats en els cromosomes.

Existeixen gens lligats

Mentre propera estiguin els gens, hi ha més possibilitat que es heretin junts. Quan això passa, els gens estan "lligats" i passen a la següent generació com un sol bloc.

Hi ha una manera de quantificar la proximitat en els gens en unitats de centimorgan, abreujat cM. Aquesta unitat s'usa en la construcció de mapes genètics de lligament i equival a l'1% de freqüència de recombinació; correspon aproximadament a un milió de parells de base en l'ADN.

La màxima freqüència de recombinació és a dir, en cromosomes separats- passa a més de l'50%, i aquest escenari és de "no lligament".

Cal notar que quan dos gens estan lligats, no compleixen amb la llei de transmissió dels caràcters proposada per Mendel, ja que aquestes lleis es van basar en caràcters que es situaven en cromosomes separats.

referències

1. Campbell, NA (2001). Biologia: Conceptes i relacions. Pearson Educació.
2. Crow, EW, & Crow, JF (2002). 100 years ago: Walter Sutton and the chromosome theory of Heredity. Genetics, 160 (1), 1-4.
3. Jenkins, JB (1986). Genètica. Reverté.
4. Lacadena, JR (1996). Citogenètica. Editorial Complutense.
5. Saddler, TW, & Langman, J. (2005). Embriologia Mèdica amb orientació clínica.
6. Watson, JD (2006). Biologia molecular de gen. Ed. Mèdica Panamericana.