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12.18:

染色体遗传学理论

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Chromosomal Theory of Inheritance

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19世纪后期 孟德尔通过观察发现了 格雷戈·孟德尔 豌豆植物的遗传规律 这时,显微镜的改良使科学家们得以 清楚地看到亚细胞结构 这还是史上首次。 染色体 微管 在有丝分裂和减数分裂过程得到观察 和描述之后,染色体被认为 是孟德尔遗传粒子。 染色体 微管 染色体遗传学理论 描述了染色体的物理行为 是如何印证孟德尔的分离定律 染色体遗传学理论 染色体 和独立分类定律的。 有性生殖的生物 在其体细胞或非生殖细胞中 每个染色体都有两份拷贝。 在减数分裂期间,携带相同基因的 同源染色体对被分开 并分离成配子 使每个配子都收到每个染色体的一份拷贝 正如孟德尔在他的分离定律中所描述的那样。 不同的或非同源的染色体对 彼此之间没有联系 并独立地被分配到配子中 如孟德尔独立分类定律所述。 受精后,所有配子的遗传物质 结合起来形成 一个生物,它的每个染色体都有两份拷贝 因此,每个基因都具有两个拷贝 一个继承自母亲,而另一个则来自父亲 就像孟德尔根据他在豌豆植物中观察到的 遗传模式所预测的那样。

12.18:

染色体遗传学理论

1866年,格雷戈尔·孟德尔(Gregor Mendel)发表了他的豌豆植物育种实验结果,为物理特征遗传的可预测模式提供了证据。他的发现的重要性没有立即得到承认。事实上,当时基因的存在是未知的。孟德尔称世袭单位为“因素”。

孟德尔的观察结果所依据的机制,即他的种族隔离和独立分类法的基础,仍然难以捉摸。在19世纪末,显微镜和染色技术的进步使科学家第一次看到有丝分裂和减数分裂。

20世纪初,西奥多·博维里(Theodor Boveri), 沃尔特·萨顿(Walter Sutton)和其他人独立提出染色体可能是孟德尔定律(即染色体遗传理论)的基础。分别研究海胆和蚱蜢,萨顿和博维里注意到减数分裂期间染色体和孟德尔因子之间的惊人相似性。

像孟德尔的因子一样,染色体也是成对的。这让人想起孟德尔的分离定律,在减数分裂过程中,这两对染色体分离,使得每个配子(如精子或卵子)从每对染色体中获得一条染色体。染色体对彼此独立地分离,这符合孟德尔的独立分类定律。

染色体遗传理论的第一个具体证据来自其批判者之一 托马斯·亨特·摩尔根(Thomas Hunt Morgan)。摩尔根发现,影响果蝇眼睛颜色的一个突变是由雄性和雌性果蝇不同的遗传而来的,并证明了这个特性是由X染色体决定的。

我们现在知道,孟德尔的因子是特定染色体位置的DNA片段,称为基因。不同染色体上基因的独立组合是中期I细胞中线染色体随机排列的结果,决定了哪些基因分离到相同的子细胞中。每对同源染色体独立于其它染色体进行迁移。分离规律对应于染色体在后期I的运动,在正常情况下,保证每个配子只收到随机分布的每个染色体的一个拷贝。

Suggested Reading

Miko, I. (2008) Thomas Hunt Morgan and sex linkage. Nature Education 1(1):143. [Source]

Gayon, Jean. 2016. “From Mendel to Epigenetics: History of Genetics.” Comptes Rendus Biologies 339 (7-8): 225–30. [Source]