Chromosomale Theorie der Vererbung (erklärt mit Diagramm)

Die Chromosom-Theorie der Vererbung!

Nach der Entdeckung der Mendelschen Erbgesetze wandten sich die Wissenschaftler natürlich den Problemen der Mechanik der beobachteten Prozesse zu. Das „Was“ des frühen 20. Jahrhunderts gab schnell Anlass zur Sorge um „Wie“.

Ein Paar von Sutton in den Jahren 1902 und 1903 (nur zwei bzw. drei Jahre nach der Wiederentdeckung Mendels wegweisender Zeitungen, die das moderne Zeitalter der Genetik initiierten) legte eindeutig den Weg zu einer physischen Grundlage für die Wissenschaft der Vererbung. Die chromosomale Theorie der Vererbung wurde 1902 unabhängig von Sutton und Boveri vorgeschlagen.

Sutton war ein Absolventen von Wilson an der Columbia University und es wird anerkannt, dass er eine Parallele zwischen meiotischem Verhalten gepaarter Chromosomen und dem Verhalten von Mendelschen Faktoren zeigt. Er konnte Mendels Prinzip der Segregation auf zytologischer Basis erklären.

Bei der Meiose geht ein Mitglied eines Paars homologer Chromosomen zu einer Tochterzelle, das andere zur zweiten Tochterzelle. Mendels Prinzip des unabhängigen Sortiments fand zytologische Beweise aus der Tatsache, dass Mitglieder eines Paars homologer Chromosomen unabhängig von den Mitgliedern eines anderen Paares zu den Polen wandern.

Walters S. Sutton argumentierte, dass diese Parallelen zwischen dem Verhalten von Chromosomen und Mendels Faktoren zufällig sind.

Sutton berechnete sorgfältig, dass die Anzahl der Chromosomenkombinationen genau dieselbe ist wie die Anzahl der Kombinationen, die bei Gameten und bei Kombinationen von Faktoren möglich wären, die Mendel in Zygoten mit unterschiedlichen Chromosomenzahlen postuliert, um die Ergebnisse von Kreuzungen mit Erbsenpflanzen, diploiden Zellen, zu erklären .

Er fand heraus, dass die Anzahl der möglichen Chromosomenkombinationen genau dieselbe ist wie die Anzahl der von Mendel postulierten Kombinationen von Faktoren, um die Ergebnisse von Kreuzungen mit Erbsenpflanzen zu erklären.

Abb. 5.30. Ein unabhängiges Sortiment der Chromosomen und der Gene, die sie tragen, tritt auf, weil die homologen gepaarten Chromosomen sich während der Meiose auf zwei verschiedene Arten anordnen und trennen können. Dies führt zu vier Arten von Allelkombinationen in den Gameten. Das F ₂ ergibt ein phänotypisches Verhältnis von 9: 3: 3: 1.

Abb. 5.31. Testkreuz von heterozygotem Dihybrid mit einem doppelt rezessiven Elternteil. Wenn sich die Gene auf separaten Chromosomen befinden, werden vier Arten von Nachkommen in gleichen Anteilen erhalten. Zwei davon sind elterliche und zwei rekombinante. Die elterliche und rekombinante Frequenz beträgt jeweils 50%.

Sutton und Boveris Argumente für seine chromosomale Erblichkeitstheorie lauteten im Wesentlichen wie folgt:

1. Da die Spermien und Eizellen die einzige Brücke von einer Generation zur anderen bilden, müssen alle erblichen Charaktere in ihnen getragen werden.

2. Die Samenzelle verliert während des Reifungsprozesses praktisch ihr gesamtes Zytoplasma, wie man durch Beobachtung unter dem Mikroskop sehen kann. Da das Sperma genauso viel zur Vererbung beiträgt wie das Ei, müssen die erblichen Faktoren im Zellkern getragen werden.

3. Chromosomen werden paarweise gefunden; so wie die Mendelschen Faktoren.

4. Die Vereinigung von Spermien und Eiern mit einem einzigen Satz von Chromosomen stellt für den neuen Organismus die gesamte Anzahl (zwei Sätze) von Chromosomen wieder her, die zuvor in den Körperzellen des Mutterorganismus beobachtet wurden.

5. Während der Zellteilung teilen sich die Chromosomen genau. Dies lässt vermuten, dass Gene von Chromosomen getragen werden.

6. Die Chromosomen segregieren bei Meiose. Dies bedeutet, dass die Mitglieder jedes Paares sich trennen und in unterschiedliche Zellen gehen. Mendelsche Faktoren trennen sich auch zum Zeitpunkt der Bildung von Gameten.

7. Die Mitglieder des Chromosomenpaares trennen sich unabhängig von anderen Chromosomenpaaren. Mendelsche Gene trennen sich auch unabhängig voneinander.

Mit anderen Worten, Chromosomen gehorchen Mendels Erbsatzgesetzen. Sutton schloss seine Studie von 1902 mit einer mutigen Vorhersage: "Ich möchte schließlich auf die Wahrscheinlichkeit aufmerksam machen, dass (das Verhalten von Chromosomen) die physische Grundlage der Mendelschen Erbschaftsgesetze bilden kann". Damit war die Tür für eine objektive Untersuchung der physikalischen Mechanismen der genetischen Prozesse geöffnet.