Teori Kromosom Sutton dan Morgan

Teori kromosom Sutton dan Morgan bermaksud untuk mengintegrasikan pengamatan biologi sel dengan prinsip-prinsip turun-temurun yang diusulkan oleh Gregor Mendel, menyimpulkan bahwa gen ditemukan dalam kromosom dan bahwa ini didistribusikan secara independen dalam meiosis.

Teori ini mulai terbentuk antara tahun 1902 dan 1905 oleh ide-ide independen Walter Sutton, Thomas Hunt Morgan, Theodor Boveri dan para peneliti lain saat itu. Butuh lebih dari dua dekade untuk dapat membangun gagasan yang matang tentang teori ini.

Teori kromosom dapat diringkas sebagai berikut: lokasi fisik gen berada di kromosom dan ini diatur secara linear. Selain itu, ada fenomena pertukaran materi genetik antara pasangan kromosom, yang dikenal sebagai rekombinasi, yang tergantung pada kedekatan gen.

Sejarah

Pada saat Mendel menyatakan hukumnya, tidak ada bukti tentang mekanisme distribusi kromosom dalam proses meiosis dan mitosis.

Namun, Mendel mencurigai adanya "faktor" atau "partikel" tertentu yang didistribusikan dalam siklus seksual organisme, tetapi tidak memiliki pengetahuan tentang identitas sebenarnya dari entitas ini (sekarang dikenal sebagai gen).

Karena kesenjangan teoretis ini, karya Mendel tidak dihargai oleh komunitas ilmiah saat itu.

Dikontribusikan oleh Walter Sutton

Pada tahun 1903 ahli biologi Amerika Walter Sutton menekankan pentingnya sepasang kromosom dengan morfologi yang sama. Selama meiosis, pasangan homolog ini dipisahkan dan setiap gamet menerima kromosom tunggal.

Faktanya, Sutton adalah orang pertama yang memperhatikan bahwa kromosom mematuhi hukum Mendel dan pernyataan ini dianggap sebagai argumen pertama yang valid untuk mendukung teori pewarisan kromosom.

Desain eksperimental Sutton terdiri dari mempelajari kromosom dalam spermatogenesis belalang Brachystola magna, menunjukkan bagaimana struktur ini terpisah dalam meiosis. Selain itu, ia dapat menentukan bahwa kromosom dikelompokkan berpasangan.

Dengan mengingat prinsip ini, Sutton mengusulkan agar hasil Mendel dapat diintegrasikan dengan keberadaan kromosom, dengan asumsi bahwa gen adalah bagian dari ini.

Dikontribusikan oleh Thomas Hunt Morgan

Pada tahun 1909 Morgan berhasil membangun hubungan yang jelas antara gen dan kromosom. Ini dicapai berkat eksperimennya dengan Drosophila, yang menunjukkan bahwa gen yang bertanggung jawab atas mata putih terletak pada kromosom X spesies ini.

Dalam penelitiannya, Morgan menemukan bahwa lalat buah memiliki empat pasang kromosom, tiga di antaranya adalah kromosom homolog atau autosom dan sisanya adalah seksual. Penemuan ini dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran.

Seperti pada mamalia, betina memiliki dua kromosom identik, dilambangkan sebagai XX, sedangkan jantan adalah XY.

Morgan juga membuat pengamatan penting lainnya: dalam sejumlah besar kasus, gen-gen tertentu diwariskan bersama; Saya menyebut gen ini sebagai fenomena terkait. Namun, dalam beberapa kesempatan dimungkinkan untuk "memutus" hubungan ini, berkat rekombinasi genetik.

Akhirnya, Morgan memperhatikan bahwa gen-gen itu disusun secara linier di sepanjang kromosom, dan masing-masing terletak di wilayah fisik: lokus (jamak adalah lokus ).

Kesimpulan Morgan mencapai penerimaan penuh dari teori pewarisan kromosom, melengkapi dan menguatkan pengamatan rekan-rekannya.

Prinsip-prinsip teori

Bukti yang disajikan oleh para peneliti ini memungkinkan untuk mengungkapkan prinsip-prinsip teori pewarisan kromosom:

Gen yang terletak di kromosom

Gen-gen tersebut ditemukan di dalam kromosom dan diorganisasikan secara linear. Untuk menguatkan prinsip ini ada bukti langsung dan bukti tidak langsung.

Sebagai bukti tidak langsung, kita harus mempertimbangkan kromosom sebagai kendaraan gen. Kromosom mampu mengirimkan informasi melalui proses replikasi semikonservatif yang mengesahkan identitas molekul kromatid saudara perempuan.

Selain itu, kromosom memiliki kekhasan mentransmisikan informasi genetik dengan cara yang sama seperti yang diprediksi oleh hukum Mendel.

Sutton mendalilkan bahwa gen yang berhubungan dengan warna biji - hijau dan kuning - diangkut dalam pasangan kromosom tertentu, sedangkan gen yang terkait dengan tekstur - halus dan kasar - diangkut dalam pasangan yang berbeda.

Kromosom memiliki posisi spesifik yang disebut lokus, tempat gen berada. Demikian juga, itu adalah kromosom yang didistribusikan secara independen.

Mengikuti gagasan ini, proporsi 9: 3: 3: 1 yang ditemukan oleh Mendel mudah untuk dijelaskan, karena sekarang partikel fisik dari warisan telah diketahui.

Pertukaran informasi kromosom

Pada spesies diploid, proses meiosis memungkinkan untuk mengurangi setengah jumlah kromosom yang akan dimiliki gamet. Dengan cara ini, ketika pembuahan terjadi, kondisi diploid individu baru dipulihkan.

Jika tidak ada proses meiosis, jumlah kromosom akan berlipat ganda seiring dengan bertambahnya generasi.

Kromosom mampu bertukar daerah satu sama lain; Fenomena ini dikenal sebagai rekombinasi genetik dan terjadi dalam proses meiosis. Frekuensi di mana rekombinasi terjadi tergantung pada jarak di mana gen-gen yang terletak pada kromosom berada.

Ada gen yang terkait

Semakin dekat gen, semakin besar kemungkinan mereka mewarisinya. Ketika ini terjadi, gen "terikat" dan diteruskan ke generasi berikutnya sebagai satu blok.

Ada cara untuk mengukur kedekatan gen dalam satuan centimorgan, disingkat cM. Unit ini digunakan dalam pembuatan peta keterkaitan genetik dan setara dengan frekuensi rekombinasi 1%; sesuai dengan sekitar satu juta pasangan basa dalam DNA.

Frekuensi maksimum rekombinasi - yaitu, dalam kromosom terpisah - terjadi lebih dari 50%, dan skenario ini adalah "non-linkage".

Perhatikan bahwa ketika dua gen dihubungkan, mereka tidak mematuhi hukum transmisi karakter yang diajukan oleh Mendel, karena undang-undang ini didasarkan pada karakter yang terletak pada kromosom yang terpisah.