- História
- Contribuição de Walter Sutton
- Contribuição de Thomas Hunt Morgan
- Princípios da teoria cromossômica da herança
- Genes localizados em cromossomos
- Cromossomos trocam informações
- Existem genes ligados
- Referências
A teoria cromossômica ou teoria cromossômica da herança é uma daquelas que foi desenvolvida na forma de biólogos para tentar explicar a transmissão do fenótipo e do genótipo dos pais para seus filhos.
Essa teoria visa integrar as observações da biologia celular com os princípios hereditários propostos por Gregor Mendel, concluindo que os genes são encontrados nos cromossomos e que se distribuem de forma independente na meiose.
A teoria dos cromossomos pode ser resumida da seguinte maneira: a localização física dos genes reside nos cromossomos e estes são organizados de forma linear. Além disso, existe um fenômeno de troca de material genético entre pares de cromossomos, conhecido como recombinação, que depende da proximidade dos genes.
História
Na época em que Mendel enunciou suas leis, não havia evidências sobre o mecanismo de distribuição dos cromossomos nos processos de meiose e mitose.
No entanto, Mendel suspeitava da existência de certos "fatores" ou "partículas" que se distribuíam nos ciclos sexuais dos organismos, mas não tinha conhecimento da verdadeira identidade dessas entidades (agora se sabe que são genes).
Devido a essas lacunas teóricas, o trabalho de Mendel não foi apreciado pela comunidade científica da época.
Contribuição de Walter Sutton
Em 1903, o biólogo americano Walter Sutton enfatizou a importância de um par de cromossomos de morfologia semelhante. Durante a meiose, esse par homólogo se separa e cada gameta recebe um único cromossomo.
Na verdade, Sutton foi a primeira pessoa a observar que os cromossomos obedecem às leis de Mendel, e essa afirmação é considerada o primeiro argumento válido para apoiar a teoria da herança dos cromossomos.
O projeto experimental de Sutton consistiu em estudar os cromossomos na espermatogênese do gafanhoto Brachystola magna, demonstrando como essas estruturas segregam na meiose. Além disso, ele foi capaz de determinar que os cromossomos estavam agrupados em pares.
Com esse princípio em mente, Sutton propôs que os resultados de Mendel podem ser integrados à existência de cromossomos, assumindo que os genes fazem parte deles.
Contribuição de Thomas Hunt Morgan
Em 1909, Morgan conseguiu estabelecer uma relação clara entre um gene e um cromossomo. Isso foi conseguido graças a seus experimentos com Drosophila, mostrando que o gene responsável pelos olhos brancos estava localizado no cromossomo X dessa espécie.
Em sua pesquisa, Morgan descobriu que a mosca da fruta possuía quatro pares de cromossomos, dos quais três eram cromossomos homólogos ou autossômicos e o par restante era sexual. Esta descoberta foi agraciada com o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina.
Como nos mamíferos, as fêmeas têm dois cromossomos idênticos, denotados como XX, enquanto os machos são XY.
Morgan também fez outra observação crucial: em um número significativo de casos, certos genes foram herdados juntos; Eu chamo esse fenômeno de genes ligados. No entanto, em algumas ocasiões foi possível "quebrar" esse vínculo, graças à recombinação genética.
Finalmente, Morgan notou que os genes eram arranjados de forma linear ao longo do cromossomo, e cada um estava localizado em uma região física: o locus (o plural é loci).
As conclusões de Morgan alcançaram plena aceitação da teoria cromossômica da herança, completando e corroborando as observações de seus colegas.
Princípios da teoria cromossômica da herança
As evidências apresentadas por esses pesquisadores permitiram enunciar os princípios da teoria cromossômica da herança:
Genes localizados em cromossomos
Os genes são encontrados nos cromossomos e são organizados de forma linear. Para corroborar este princípio, existem evidências diretas e evidências indiretas.
Como evidência indireta, temos que considerar os cromossomos como veículos de genes. Os cromossomos são capazes de transmitir informações por meio de um processo de replicação semiconservador que certifica a identidade molecular das cromátides irmãs.
Além disso, os cromossomos têm a peculiaridade de transmitir informações genéticas da mesma forma que as leis de Mendel prevêem.
Sutton postulou que genes associados à cor da semente - verde e amarelo - eram carregados em um par particular de cromossomos, enquanto genes relacionados à textura - lisa e áspera - eram carregados em um par diferente.
Os cromossomos têm posições específicas chamadas loci, onde os genes estão localizados. Da mesma forma, são os cromossomos que são distribuídos de forma independente.
Seguindo essa ideia, as proporções de 9: 3: 3: 1 encontradas por Mendel são fáceis de explicar, já que agora as partículas físicas da herança eram conhecidas.
Cromossomos trocam informações
Em espécies diplóides, o processo de meiose permite o número de cromossomos que os gametas terão pela metade. Desse modo, quando ocorre a fertilização, a condição diplóide do novo indivíduo é restaurada.
Se não houvesse processos de meiose, o número de cromossomos dobraria com o progresso das gerações.
Os cromossomos são capazes de trocar regiões entre si; Esse fenômeno é conhecido como recombinação genética e ocorre nos processos de meiose. A frequência com que ocorre a recombinação depende de quão distantes os genes estão localizados nos cromossomos.
Existem genes ligados
Quanto mais próximos os genes, maior a probabilidade de serem herdados juntos. Quando isso acontece, os genes são "ligados" e passados para a próxima geração como um único bloco de construção.
Existe uma maneira de quantificar a proximidade em genes em unidades de centimorgan, abreviado cM. Esta unidade é usada na construção de mapas de ligação genética e equivale a 1% de frequência de recombinação; corresponde a aproximadamente um milhão de pares de bases no DNA.
A frequência máxima de recombinação - ou seja, em cromossomos separados - ocorre em mais de 50%, e esse cenário é de "não ligação".
Observe que, quando dois genes estão ligados, eles não cumprem a lei de transmissão de caracteres proposta por Mendel, uma vez que essas leis eram baseadas em caracteres que estavam localizados em cromossomos separados.
Referências
- Campbell, NA (2001). Biologia: Conceitos e relações. Pearson Education.
- Crow, EW e Crow, JF (2002). 100 anos atrás: Walter Sutton e a teoria cromossômica da hereditariedade. Genética, 160 (1), 1-4.
- Jenkins, JB (1986). Genética. Eu inverti.
- Lacadena, JR (1996). Citogenética. Editorial Complutense.
- Saddler, TW, & Langman, J. (2005). Embriologia médica de orientação clínica.
- Watson, JD (2006). Biologia molecular do gene. Panamerican Medical Ed.