Chromosomale overervingstheorie

De speculatie dat chromosomen de sleutel zouden kunnen zijn om erfelijkheid te begrijpen, leidde verschillende wetenschappers om de publicaties van Mendel te onderzoeken en zijn model opnieuw te evalueren in termen van het gedrag van chromosomen tijdens mitose en meiose. In 1902 merkte Theodor Boveri op dat een goede embryonale ontwikkeling van zee-egels niet plaatsvindt tenzij chromosomen aanwezig zijn. Datzelfde jaar observeerde Walter Sutton de scheiding van chromosomen in dochtercellen tijdens meiose. Samen leidden deze observaties tot de ontwikkeling van de Chromosomal Theory of Inheritance, die chromosomen identificeerde als het genetische materiaal dat verantwoordelijk is voor de overerving van Mendel.

De chromosomale overervingstheorie was consistent met de wetten van Mendel en werd ondersteund door de volgende observaties:

• Tijdens de meiose migreren homologe chromosoomparen als afzonderlijke structuren die onafhankelijk zijn van andere chromosoomparen.
• Het sorteren van chromosomen van elk homoloog paar in pre-gameten lijkt willekeurig te zijn.
• Elke ouder synthetiseert gameten die slechts de helft van hun chromosomale complement bevatten.
• Hoewel mannelijke a en vrouwelijke gameten (sperma en ei) verschillen in grootte en morfologie, ze hebben hetzelfde aantal chromosomen, wat duidt op gelijke genetische bijdragen van elke ouder.
• De gametische chromosomen combineren tijdens de bevruchting om nakomelingen te produceren met hetzelfde chromosoom aantal als hun ouders.

Ondanks overtuigende correlaties tussen het gedrag van chromosomen tijdens meiose en de abstracte wetten van Mendel, werd de Chromosomal Theory of Inheritance voorgesteld lang voordat er enig direct bewijs was dat eigenschappen werden overgedragen chromosomen. Critici wezen erop dat individuen veel onafhankelijkere segregerende eigenschappen hadden dan chromosomen. Pas na een aantal jaren van kruisingen met de fruitvlieg, Drosophila melanogaster, leverde Thomas Hunt Morgan experimenteel bewijs om de Chromosomal Theory of Inheritance te ondersteunen.

In 1910 begon Thomas Hunt Morgan zijn werk met Drosophila melanogaster, een fruitvlieg. Hij koos voor fruitvliegjes omdat ze gemakkelijk te kweken zijn, in grote aantallen aanwezig zijn, een korte generatietijd hebben en slechts vier paar chromosomen hebben die onder de microscoop gemakkelijk te herkennen zijn. Ze hebben drie paar autosomen en een paar geslachtschromosomen. Hij wist toen al dat X en Y met geslacht te maken hebben. Hij gebruikte normale vliegen met rode ogen en gemuteerde vliegen met witte ogen en kweekte ze met elkaar. Bij vliegen is de wild-type oogkleur rood (XW) en dominant ten opzichte van de witte oogkleur (Xw). Hij kon concluderen dat het gen voor oogkleur op het X-chromosoom zat. Er werd dus vastgesteld dat deze eigenschap X-gebonden was en het was de eerste X-gekoppelde eigenschap die werd geïdentificeerd. Van mannetjes wordt gezegd dat ze hemizygoot zijn, in die zin dat ze maar één allel hebben voor elk X-gekoppeld kenmerk.