染色体理論や染色体の継承の理論は親から子孫への表現型と遺伝子型の伝送を説明しようとする生物学者の方法で開発されたものの一つです。
この理論は、細胞生物学の観察とグレゴールメンデルによって提案された遺伝原理とを統合することを目的としています。
染色体理論は次のように要約できます。遺伝子の物理的な位置は染色体上にあり、これらは直線的に配置されます。さらに、遺伝子の近接性に依存する、組換えと呼ばれる染色体のペア間で遺伝物質が交換される現象があります。
歴史
メンデルが法律を発表した当時、減数分裂と有糸分裂の過程における染色体の分布のメカニズムに関する証拠はありませんでした。
しかし、メンデルは、生物の性周期に分布している特定の「因子」または「粒子」の存在を疑っていましたが、これらの実体の真のアイデンティティについては知りませんでした（現在、それらは遺伝子であることがわかっています）。
これらの理論的なギャップのために、メンデルの研究は当時の科学界には評価されませんでした。
Walter Suttonによる寄稿
1903年、アメリカの生物学者ウォルターサットンは、形態が類似した一対の染色体の重要性を強調しました。減数分裂の間、この相同ペアは分離し、各配偶子は単一の染色体を受け取ります。
実際、サットンは染色体がメンデルの法則に従うことに最初に気づいた人物であり、この主張は遺伝の染色体理論を支持する最初の有効な議論と考えられています。
サットンの実験計画は、バッタBrachystola magnaの精子形成における染色体を研究することからなり、これらの構造が減数分裂でどのように分離するかを示した。さらに、彼は染色体がペアでグループ化されていることを決定することができました。
この原則を念頭に置いて、サットンはメンデルの結果は染色体の存在と統合することができると提案し、したがって遺伝子はそれらの一部であると仮定しました。
Thomas Hunt Morganの寄稿
1909年、モーガンは遺伝子と染色体の間に明確な関係を確立することに成功しました。これは、ショウジョウバエでの彼の実験のおかげで達成されました。白い目を担当する遺伝子がこの種のX染色体にあることを示しています。
モーガンは調査の結果、ショウジョウバエが4組の染色体を持っていることを発見しました。そのうち3組は相同または常染色体であり、残りの組は有性染色体でした。この発見はノーベル生理学・医学賞を受賞した。
哺乳類と同様に、メスはXXで示される2つの同一の染色体を持ち、オスはXYです。
モーガンはまた別の重要な観察をしました：かなりの数のケースで、特定の遺伝子は一緒に遺伝されました。この現象を連鎖遺伝子と呼んでいます。しかし、遺伝子組換えのおかげで、このリンクを「解読」することが可能な場合がありました。
最後に、モーガンは、遺伝子が染色体に沿って直線的に配置され、それぞれが物理的な領域である遺伝子座（複数形は遺伝子座）に位置していることを指摘しました。
モーガンの結論は、遺伝の染色体理論の完全な受け入れを達成し、同僚の観察を完了および裏付けました。
染色体遺伝学の原理
これらの研究者によって示された証拠は、遺伝の染色体理論の原則を発表することを許可しました：
染色体上にある遺伝子
遺伝子は染色体上にあり、直線的に配置されています。この原則を裏付けるために、直接的な証拠と間接的な証拠があります。
間接的な証拠として、私たちは染色体を遺伝子の伝達手段と見なさなければなりません。染色体は、姉妹染色分体の分子的同一性を証明する半保守的な複製プロセスを通じて情報を伝達することができます。
さらに、染色体にはメンデルの法則が予測するのと同じ方法で遺伝情報を伝達するという特異性があります。
サットンは、種子の色に関連する遺伝子（緑と黄色）が染色体の特定のペアで運ばれ、テクスチャに関連する遺伝子（滑らかで粗い）が別のペアで運ばれたと仮定しました。
染色体には、遺伝子が位置する遺伝子座と呼ばれる特定の位置があります。同様に、独立して分布しているのは染色体です。
この考えに従って、メンデルが見つけた9：3：3：1の比率は説明が簡単です。これは、継承の物理的な粒子がわかったためです。
染色体交換情報
二倍体種では、減数分裂の過程で配偶子が持つ染色体の数が半分になります。このようにして、受精が発生すると、新しい個体の二倍体状態が回復します。
減数分裂のプロセスがなければ、世代が進むにつれて染色体の数は2倍になります。
染色体は互いに領域を交換することができます。この現象は遺伝子組換えとして知られており、減数分裂の過程で発生します。組換えが発生する頻度は、遺伝子が染色体上にどのくらい離れているかによって異なります。
リンクされた遺伝子があります
遺伝子が近いほど、一緒に遺伝する可能性が高くなります。これが発生すると、遺伝子は「リンク」され、単一のビルディングブロックとして次世代に渡されます。
cMと略されるセンチモルガン単位で遺伝子の近接性を定量化する方法があります。このユニットは、遺伝子連鎖地図の作成に使用され、1％の組換え頻度に相当します。DNAの約100万塩基対に相当します。
組換えの最大頻度-つまり、別々の染色体-は50％以上で発生し、このシナリオは「ライゲーションなし」の1つです。
2つの遺伝子がリンクされている場合、これらの法律は別々の染色体上にある文字に基づいているため、メンデルが提案した文字の伝達の法則に準拠していないことに注意してください。
参考文献
- キャンベル、NA（2001）。生物学：概念と関係。ピアソン教育。
- Crow、EW、&Crow、JF（2002）。100年前：ウォルター・サットンと遺伝の染色体理論。遺伝学、160（1）、1–4。
- ジェンキンス、JB（1986）。遺伝学。私は逆転した。
- ラカデナ、JR（1996）。細胞遺伝学。エディトリアルコンプルテンセ。
- Saddler、TW、&Langman、J.（2005）。臨床志向の医学発生学。
- ワトソン、JD（2006）。遺伝子の分子生物学。Panamerican Medical Ed。