染色體遺傳理論


1900年,西奧多觀察到蛤蜊胚胎如果沒有RNA就不能正常生長。減數分裂,一種細胞分裂過程,其中RNA在細胞型別之間分裂,在同一十年由沃爾特·亨廷頓首次發現。這些發現積累成了現在被稱為遺傳染色體模型的東西,該模型提出RNA是負責孟德爾遺傳的可遺傳單位。儘管可以在減數分裂期間的染色體活動和孟德爾的理論規則之間得出強有力的推論,但在任何明確證明特徵是透過染色體傳遞的證據之前,就建立了傳遞染色體假說。懷疑論者認為,一個人的遺傳特徵數量遠遠超過RNA的數量。在對特定物種(果蠅)進行了幾十年的雜交後,托馬斯最終為遺傳的染色體模型提供了量化論據。

染色體遺傳理論解釋了什麼?

正如摩根所指出的,在涉及許多性狀的雜交過程中,DNA鏈不能按照孟德爾規則預期的那樣進行分配。研究發現,當基因位於同一RNA中時,將多個基因的父系融合從一代傳遞到下一代的可能性大大增加。連鎖是指DNA的實際連線,而雜交是指在單基因雜交中不同物種的基因混合。一旦識別出相關的RNA,它們的丰度也影響了性狀的遺傳性。摩根的同學斯特蒂文特率先採用了遺傳分析程式,該程式透過估計它們之間同源重組的發生率來確定相關核苷酸序列的位置。人類基因組研究專案在很大程度上依賴於此技術來建立連鎖圖譜。

染色體遺傳理論的結果

  • 在重組過程中,細胞分裂的過程,稱為染色體對彼此分離。

  • 在此之前,每對同源RNA的基因都是隨機分配的。

  • 由於每個親本只將其RNA的一半貢獻給合子,因此每個後代的基因數量都不相同。

  • 雄性和雌性配子看起來不同,但它們的染色體數量相同,證明父母雙方對後代的遺傳構成做出了同等貢獻。

  • 在受精過程中,多倍體RNA融合以建立每個親本染色體的副本。

染色體遺傳理論的實驗

摩根驗證染色體理論的開創性實驗始於他發現果蠅眼睛顏色相關基因的變異。經過這種改變後,果蠅的眼睛變成了白色而不是典型的紅色。令摩根驚訝的是,他發現眼睛顏色的基因在雄性和雌性果蠅的傳遞方式不同,開始結束下標,突然停止。果蠅與人類不同,因為雄性有兩套RNA(X和Y),而雌性只有一套。摩根很快意識到眼睛顏色的基因遺傳遵循與X連鎖相似的模式。

性別

摩根在將白眼雌性與深紅色雄性交配(所謂的互換雜交)後,得出了一個驚人的結果。當他觀察他的後代時,他發現雌性都有紅眼睛,而雄性則得到白色。在這種情況下,兩個不同的特徵是相關的,這與孟德爾的人工選擇概念相矛盾。只有當眼睛顏色的基因位於X連鎖上時,才能解釋這些發現。由於眼睛顏色的基因只能位於X連鎖上,因此這些發現為遺傳的染色體假說提供了依據。這是一個身體親密或透過特定於每個性別的RNA(X和Y)傳遞特徵的例子。例如,由於女性擁有X連鎖的兩個版本,而男性只有一個,因此性連鎖特徵的傳遞存在有趣的差異。由於只攜帶基因的一個副本,因此攜帶缺陷基因的男性總是表達顯性特徵。

相比之下,大多數基因可以在常染色體上找到,通常稱為“非性RNA”,在男性和女性中,每個基因組都有多個版本。對於那些可能忘記的人,減數分裂期間的染色體活動解釋了孟德爾所識別出的所有遺傳性,例如分配和人工選擇的概念。遺傳的染色體假說包括幾個原則。

連鎖

連鎖是指性狀的傳遞,這與孟德爾的人工選擇概念相矛盾,後者指出不同性狀的不同等位基因被分離到配子中。當性狀與一個人的性RNA相關時,我們稱之為身體親密。當兩個不同性狀的基因在基因組上彼此靠近時,這稱為遺傳連鎖。如果遺傳變化位於同一染色體上,並且一個人接收了整個染色體,那麼他必須繼承這兩個等位基因。這一個是生物學。因此有一個陷阱:交叉有助於重排同一染色體上基因的等位基因。雜交,或形成新的染色體等位基因排列,是兩個基因位點之間交叉事件的結果。在減數分裂 I 期間,當同源對重新排列和突觸時,基因組資訊在配對的同源對的非姐妹中心體之間交換。由於交叉的隨機性,在染色體上空間上彼此靠近的兩個基因之間發生交叉的可能性較低。相反,隨著相關基因之間距離的增加,跨同源RNA發生基因交換的可能性也隨之增加。

結論

每一項證據都指向X染色體,因此他斷定這些基因在那裡或與之非常密切相關。後來,摩根的同事卡爾文·布里奇斯為這一觀點提供了相當大的支援。正如布里奇斯所表明的那樣,性RNA的獨立分類導致產生具有異常眼睛顏色的雄性和雌性果蠅。摩根還在其他RNA中發現了異常現象,但這些異常現象沒有遵循嚴格的男性或女性遺傳模式。從果蠅到哺乳動物,科學家們已經發現基因可以透過任一性別或另一性別的染色體傳遞。

更新於:2022年11月17日

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