QUAL È LA TEORIA CROMOSOMICA DELL'EREDITARIETÀ? (SUTTON E MORGAN) - BIOLOGIA - 2025

La teoria cromosomica o teoria cromosomica dell'ereditarietà è una di quelle che è stata sviluppata nel modo dei biologi per cercare di spiegare la trasmissione del fenotipo e del genotipo dai genitori alla loro prole.

Questa teoria mira a integrare le osservazioni della biologia cellulare con i principi ereditari proposti da Gregor Mendel, concludendo che i geni si trovano nei cromosomi e che sono distribuiti indipendentemente nella meiosi.

La teoria dei cromosomi può essere riassunta come segue: la posizione fisica dei geni risiede sui cromosomi e questi sono disposti in modo lineare. Inoltre, esiste un fenomeno di scambio di materiale genetico tra coppie di cromosomi, noto come ricombinazione, che dipende dalla vicinanza dei geni.

Storia

All'epoca in cui Mendel enunciò le sue leggi, non c'erano prove sul meccanismo di distribuzione dei cromosomi nei processi di meiosi e mitosi.

Tuttavia, Mendel sospettava l'esistenza di alcuni "fattori" o "particelle" che erano distribuiti nei cicli sessuali degli organismi, ma non conosceva la vera identità di queste entità (ora si sa che sono geni).

A causa di queste lacune teoriche, il lavoro di Mendel non fu apprezzato dalla comunità scientifica dell'epoca.

Contributo di Walter Sutton

Nel 1903 il biologo americano Walter Sutton sottolineò l'importanza di una coppia di cromosomi di morfologia simile. Durante la meiosi, questa coppia omologa si separa e ogni gamete riceve un singolo cromosoma.

In effetti, Sutton è stata la prima persona a notare che i cromosomi obbediscono alle leggi di Mendel, e questa affermazione è considerata il primo argomento valido a sostegno della teoria dell'ereditarietà dei cromosomi.

Il disegno sperimentale di Sutton consisteva nello studio dei cromosomi nella spermatogenesi della cavalletta Brachystola magna, dimostrando come queste strutture si segregano nella meiosi. Inoltre, è stato in grado di determinare che i cromosomi erano raggruppati a coppie.

Con questo principio in mente, Sutton ha proposto che i risultati di Mendel possano essere integrati con l'esistenza dei cromosomi, assumendo così che i geni siano parte di essi.

Contributo di Thomas Hunt Morgan

Nel 1909 Morgan riuscì a stabilire una chiara relazione tra un gene e un cromosoma. Ciò ha ottenuto grazie ai suoi esperimenti con la Drosophila, dimostrando che il gene responsabile degli occhi bianchi si trovava sul cromosoma X di questa specie.

Nella sua ricerca, Morgan ha scoperto che il moscerino della frutta possedeva quattro coppie di cromosomi, di cui tre erano cromosomi omologhi o autosomici e la coppia rimanente era sessuale. Questa scoperta è stata insignita del Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina.

Come nei mammiferi, le femmine hanno due cromosomi identici, indicati con XX, mentre i maschi sono XY.

Morgan fece anche un'altra osservazione cruciale: in un numero significativo di casi, alcuni geni furono ereditati insieme; Chiamo questo fenomeno geni collegati. Tuttavia, in alcune occasioni è stato possibile "rompere" questo legame, grazie alla ricombinazione genetica.

Infine, Morgan notò che i geni erano disposti in modo lineare lungo il cromosoma e ciascuno si trovava in una regione fisica: il locus (il plurale è loci).

Le conclusioni di Morgan hanno raggiunto la piena accettazione della teoria cromosomica dell'ereditarietà, completando e corroborando le osservazioni dei suoi colleghi.

Principi della teoria cromosomica dell'ereditarietà

Le prove presentate da questi ricercatori hanno permesso di enunciare i principi della teoria cromosomica dell'ereditarietà:

Geni situati sui cromosomi

I geni si trovano sui cromosomi e sono disposti in modo lineare. Per corroborare questo principio ci sono prove dirette e prove indirette.

Come prova indiretta dobbiamo considerare i cromosomi come veicoli dei geni. I cromosomi sono in grado di trasmettere informazioni attraverso un processo di replicazione semi-conservativo che certifica l'identità molecolare dei cromatidi fratelli.

Inoltre, i cromosomi hanno la particolarità di trasmettere informazioni genetiche nello stesso modo in cui prevedono le leggi di Mendel.

Sutton ha ipotizzato che i geni associati al colore del seme - verde e giallo - fossero trasportati su una particolare coppia di cromosomi, mentre i geni relativi alla consistenza - liscia e ruvida - fossero trasportati su una coppia diversa.

I cromosomi hanno posizioni specifiche chiamate loci, dove si trovano i geni. Allo stesso modo, sono i cromosomi che vengono distribuiti indipendentemente.

Seguendo questa idea, i rapporti 9: 3: 3: 1 trovati da Mendel sono facili da spiegare, poiché ora le particelle fisiche dell'ereditarietà erano note.

I cromosomi si scambiano informazioni

Nelle specie diploidi, il processo di meiosi consente la metà del numero di cromosomi che i gameti avranno. In questo modo, quando avviene la fecondazione, viene ripristinata la condizione diploide del nuovo individuo.

Se non ci fossero processi di meiosi, il numero di cromosomi raddoppierebbe con il progredire delle generazioni.

I cromosomi sono in grado di scambiare regioni tra loro; Questo fenomeno è noto come ricombinazione genetica e si verifica nei processi di meiosi. La frequenza con cui avviene la ricombinazione dipende da quanto distanti i geni si trovano sui cromosomi.

Ci sono geni collegati

Più i geni sono vicini, più è probabile che vengano ereditati insieme. Quando ciò accade, i geni vengono "collegati" e trasmessi alla generazione successiva come un unico blocco di costruzione.

C'è un modo per quantificare la prossimità nei geni in unità di centimorgan, abbreviato cM. Questa unità viene utilizzata nella costruzione di mappe di linkage genetico ed è equivalente all'1% di frequenza di ricombinazione; corrisponde a circa un milione di paia di basi nel DNA.

La frequenza massima di ricombinazione - cioè in cromosomi separati - si verifica a più del 50%, e questo scenario è uno di "nessuna legatura".

Si noti che quando due geni sono collegati, non rispettano la legge di trasmissione dei caratteri proposta da Mendel, poiché queste leggi erano basate su caratteri che si trovavano su cromosomi separati.

Riferimenti

1. Campbell, NA (2001). Biologia: concetti e relazioni. Pearson Education.
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