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• Erza Scarlet

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Trabajos de Thomas Hunt Morgan Los experimentos de Morgan dieron a conocer algunas características de la forma en la que se transmiten los caracteres hereditarios de generación en generación. Sin embargo, para abordar el tema de sus experiencias se deben conocer las siguientes definiciones básicas de la genética moderna: Definición de Cromosoma: Los Cromosomas (del griego chromo, color y soma, "cuerpo") son estructuras que contienen los genes, y por lo tanto la información genética. Se componen de ADN que está envasado con muchas proteínas. Esta mezcla de ADN y las proteínas también se conoce como la cromatina. Los cromosomas se encuentran en los núcleos de las células eucariotas, que incluye todos los animales, las plantas y los hongos. Las células procariotas, no tienen los cromosomas en el sentido clásico, pero generalmente las moléculas de ADN se encuentran en forma circular, que se refieren a veces como cromosoma bacteriano, aunque estos con los cromosomas eucariotas no tienen mucho en común. Definición de gen: Un gen es una sección sobre el ácido desoxirribonucleico (ADN), que contiene la información básica para la preparación de un ácido ribonucleico (ARN) o una codificación para generar una función fisiológica. El estudio de la estructura y función de los genes y la herencia es el tema de la genética. El estudio de la totalidad de todos los genes de un organismo (el genoma) es una cuestión de la genómica.

Continuamos con la Biografía del científico… Biografía: Morgan nació en Lexington, Kentucky, en 1866. Hijo de Charlton Hunt Morgan y Ellen Key Howard, y sobrino del general confederado John Hunt Morgan. Antes de finalizar sus estudios secundarios ya trabaja en el Laboratorio de Biología Marina de Woods Hole, de Massachusetts. Estudió en el State College de Kentucky y en la John Hopkins University, licenciándose en 1890. En este año fue nombrado "Associate Professor" y en 1894 profesor de Biología en el Bryn Mawr College, en Pennsylvania. En 1904 fue nombrado profesor de Zoología experimental en la Columbia University de Nueva York, que abandonó en 1928 para dirigir los laboratorios de ciencias biológicas del California Institute of Technology. Recibió el premio Nobel de Medicina de 1933. Inició sus estudios con investigaciones sobre la polaridad del huevo en los anfibios, equinodermos y moluscos, y sobre la regeneración de los protozoos, de los celentéreos, de los planarios y de los anélidos; expuso sus resultados en la teoría de la polaridad orgánica en los fenómenos de la regeneración. Al pasar a la Columbia University inició, junto con sus discípulos, los estudios sobre la herencia, trabajando experimentalmente sobre la drosófila. De sus estudios resultó una exposición compleja y convincente sobre el comportamiento de los cromosomas por una parte, y sobre su morfología por otra, con referencia a la transmisión y la modificación de los caracteres hereditarios. El paralelismo entre los hechos relativos a los caracteres y los referentes al comportamiento de los cromosomas viene expresado en el "gene", unidad elemental contenida en los cromosomas y depositaria del carácter. La existencia del "gene" ha sido confirmada por los estudios bioquímicos de las macromoléculas orgánicas y por las observaciones del microscopio electrónico.

Sus obras principales son The Development of the Frog's Egg (1897), Regeneration (1901) Evolution and adaptation (1903), Experimental Zoology (1907), Heredity and Sex (1913), El mecanismo de la herencia mendeliana (1915), Critique of the Teory of Evolution (1916), Las bases físicas de la herencia (1919), Evolution and Genetics (1925), The Teory of Gene (1926), Experimental Embriology (1927), The Scientific Bases of Evolution (1932) y Embriology and Genetics (1933). Muere en Pasadena en el año 1945. Trabajos:

Morgan fue un científico que tenía una vaga idea de lo que podría ser el proceso evolutivo. A partir de ella realizó una serie de experimentos y, aunque no creía en las teorías de Darwin ni en las de Mendel, sus estudios terminaron por corroborar las ideas de ellos. Morgan inició sus estudios en ratas y ratones, pero éstos se reproducen tan despacio que no resultaban convenientes para hacer estudios sobre herencia. Buscando un organismo más apropiado, se topó con Drosophila melanogaster, la mosca de la fruta, con sus características: es un organismo pequeño (3 mm), fácil de mantener en el laboratorio (se pueden recoger un millar en una botella de cuarto de litro), es fértil todo el año y muy prolífica (produce una generación cada 12 días, o 30 generaciones al año). Además los machos y las hembras se distinguen con facilidad, y el desarrollo embrionario ocurre en el exterior, lo que facilita el estudio de las mutaciones en el desarrollo. Por último, Drosophila tiene sólo 4 pares de cromosomas, todo lo cual le convierte en un organismo muy apropiado para los estudios sobre herencia. Así entonces la mosca de la fruta fue el insecto elegido por Morgan para sus experimentos genéticos. La razón fue simple: las hembras pueden poner 800 huevos por día y tienen un ciclo reproductivo sumamente rápido de 15 días. De esta forma Morgan pudo llevar a cabo el cruzamiento de millones de insectos con el objetivo de evaluar los patrones de herencia. En 1909, Morgan observó una mosca con una mutación extraña, ya que tenía ojos blancos cuando, normalmente, son rojos. Al analizar este insecto, descubrió que se trataba de un macho y decidió usarlo para reproducir y lograr nuevas generaciones; y así estudiar lo que ocurriría con ellas. Su intención era mantener varias generaciones, esperando que apareciera un mutante ocasional. A pesar de todo, Morgan persistió, y en abril de 1910, en una de sus botellas apareció un macho con los ojos blancos, en lugar del color normal (rojo). Para empezar, Morgan cruzó el macho mutante de ojos blancos (que denominó white) con una hembra virgen normal, con ojos rojos. En la primera generación (F1), obtuvo una descendencia (machos y hembras) con ojos rojos, lo que sugería que los ojos rojos eran dominantes, y los blancos recesivos. Para probarlo, cruzó los machos y hembras de la F1, y obtuvo una segunda generación (F2) con las proporciones esperadas según las leyes de Mendel para un carácter recesivo: 3 moscas de ojos rojos por cada una de ojos blancos. Sin embargo, aunque Morgan esperaba la misma proporción de machos y hembras con los ojos blancos, observó que todas las hembras los tenían rojos, y entre los machos, los había con ojos rojos y con ojos blancos. Lo cual implicaba que el color de los ojos estaba de alguna forma ligado al sexo. Posteriormente aparecieron otras dos mutaciones espontáneas (alas rudimentarias y color del cuerpo amarillo), que también estaban ligadas al sexo. Todo ello sugería que esos 3 genes podrían estar en el mismo cromosoma, el cromosoma sexual. Estudiando los cromosomas de Drosophila al microscopio, Morgan observó que los 4 pares no eran idénticos, y que las hembras tenían 2 cromosomas X idénticos, mientras que en los machos el X estaba apareado con un cromosoma Y, con un aspecto diferente y que nunca aparece en las hembras. Por ello, un macho debe recibir su cromosoma X de su madre y el Y de su padre, lo cual explicaba la segregación observada en el color de ojos: si la madre es homocigota (tiene los dos alelos para ese gen iguales) con los ojos rojos, sus hijos machos sólo pueden tener los ojos rojos, aunque su padre

tuviera los ojos blancos. Para que aparezcan machos con los ojos blancos, la madre tiene que portar al menos una copia del gen de ojos blancos en uno de sus cromosomas X, y sólo tendrán los ojos blancos los hijos que reciban el X con el gen mutado. Por su parte, para que aparezcan hembras con ojos blancos, ambos progenitores tienen que aportar un cromosoma X con el gen de los ojos blancos, lo que es por tanto un evento menos frecuente. Es decir, a partir de estas observaciones, Morgan dedujo que el gen que codifica para el color de los ojos debe residir en el cromosoma X y aportó sus 3 conclusiones fundamentales: 1- Que los genes deben residir en los cromosomas 2- Que cada gen debe residir en un cromosoma concreto 3- Que el carácter "color de ojos" debe residir en el cromosoma X y estar ausente en el cromosoma Y, siendo el rojo el color dominante. Posteriormente, Morgan razonó que los cromosomas son ensamblajes de genes, puesto que caracteres que se encuentran en un cromosoma determinado tienden a segregar juntos. Sin embargo, Morgan observó que esos caracteres "ligados" en ocasiones se separan. A partir de aquí, Morgan dedujo el concepto de recombinación de cromosomas y postuló que 2 cromosomas apareados pueden intercambiar información, e incluso propuso que la frecuencia de recombinación depende de la distancia entre ambos. Cuanto más cerca estén dos genes en un cromosoma, mayor será la probabilidad de que se hereden juntos, y cuanto mayor sea la distancia entre ellos, mayor será la probabilidad de que se separen debido al proceso de entrecruzamiento (CROSSING-OVER). En resumen, Morgan sugirió que la intensidad del ligamiento entre dos genes depende de la distancia entre ellos en un cromosoma. En resumen, Morgan interpretó de sus observaciones que el alelo para los ojos rojos era dominante y el de ojos blancos recesivos por los que les nombró “R” y “r” respectivamente. Además determinó que el gen del color de los ojos en la mosca Drosophila Melanogaster se localiza en un locus de un cromosoma de carácter sexual, en vista de que se transmitía ligado al sexo. Entonces el gen pasaba de generación en generación expresándose en machos o hembras homocigotas recesivas, siendo del resto las hembras, portadoras. Observaciones • Color de Ojos: para la primera generación (F1) obtuvo un total de cuatro individuos de ojos rojos y uno de ojos blancos. • Sexo: para el primer cruce todos los individuos de ojos blancos eran machos y para el segundo cruce habían nacido individuos de ojos blancos hembras. Conclusiones • Ubicación de los genes: Morgan concluyó que los genes se localizan en un locus de un cromosoma en los que forman grupos de ligamiento, confirmando así la teoría de Walter Stanborough Sutton. • Cromosomas sexuales: Morgan descubrió así que el gen del color de los ojos en la mosca Drosophila Melanogaster se localiza en un locus de un cromosoma de carácter sexual, en vista de que se transmitía ligado al sexo. A este cromosoma le llamo X, y determinó que la hembra tiene un par de estos, pero el macho además de tener ese tiene uno diferente llamado al que llamo posteriormente Y. Además, con respecto a la Evolución, MORGAN rechazó la teoría de Darwin de la selección Natural y la teoría NeoLamarckian de la herencia de los caracteres adquiridos. Morgan no era el único científico que atacaba la selección natural. Después de descubrir muchas pequeñas mutaciones hereditarias estables en Drosophila él cambió gradualmente su mente. La importancia de las mutaciones para la evolución es que solamente los caracteres se heredan

que pueden tener un efecto en la evolución. Puesto que Morgan solucionó el problema de la herencia, él estaba en una posición única para examinar críticamente la teoría de Darwin de la selección natural. Morgan concluye que la evidencia demuestra que los caracteres de animales y de plantas salvajes, así como los de razas domesticadas, están heredados en formas salvajes y en domesticadas según la ley del Mendel. La evolución ha ocurrido por la incorporación en la raza de esas mutaciones que son beneficiosas a la vida y a la reproducción del organismo. Las mutaciones perjudiciales no tienen ninguna ocasión de convertirse establecida. Teoría Cromosómica de la Herencia Relación con la Tercera ley de Mendel El botánico Gregor Mendel expone en la tercera ley de la herencia que los caracteres se transmiten independientemente uno de otro, por lo cual un individuo progenitor no necesariamente debe transmitir varios caracteres juntos. Sin embargo, cuando los genes se encuentran muy unidos, se transmiten ligados, por ejemplo, el gen para el color de los ojos en la mosca Drosophila se encuentra en un cromosoma sexual, por tanto que se transmitirá junto con el sexo en muchas ocasiones. Aún así, si los genes se encuentran muy separados, se transmiten independientemente, cumpliéndose así las leyes de Mendel. El Gen ligado al sexo Los experimentos de Morgan llevaron a descubrir los genes ligados al sexo, es decir, los genes que se encuentran en los cromosomas sexuales y que se transmiten con el género del individuo (macho o hembra). En el caso de las personas se han descubierto genes ligados al sexo para algunas patologías como por ejemplo el daltonismo y la hemofilia. • El caso de la Hemofilia: se trata de una enfermedad hematológica cuyo gen está ligado a los cromosomas sexuales, específicamente al X, que consiste básicamente en la dificultad o imposibilidad de coagulación sanguínea generando problemas hemorrágicos, entre otros. • El caso del Daltonismo: llamada así por el científico padeciente, John Dalton, se trata de una enfermedad ligada al cromosoma sexual X, la cual le impide al que la padece distinguir claramente entre ciertos colores como el verde con el rojo, que es el caso más frecuente. La confusión de colores es producto de la malformación o ausencia de formación de los conos y bastoncillos de los receptores oculares. Finalmente se concluye que

Morgan dejó un legado importante en la genética. Algunos de los estudiantes de Morgan en Columbia y Caltech ganaron sus propios Premios Nobel, como George Wells Beadle, Edward B. Lewis y Hermann Joseph Muller. El ganador del premio Nobel Eric Kandel haescrito de Morgan, "Así como ideas de Darwin sobre la evolución de las especies animales primero dio coherencia a la biología del siglo XIX como una ciencia descriptiva, los hallazgos de Morgan sobre los genes y su localización en los cromosomas ayudaron a transformar la biología en una ciencia experimental”. La Escuela de Ciencias Biológicas de la Universidad de Kentucky “Thomas Hunt Morgan” lleva su nombre. En honor a Morgan, la Sociedad de Genética de América otorga anualmente la Medalla de Thomas Hunt Morgan, a uno de sus miembros que ha hecho una importante contribución a la ciencia de la genética. El descubrimiento de Thomas Hunt Morgan fue ilustrado en un sello emitido en 1989 en Suecia, que muestra los descubrimientos de los ocho ganadores del Premio Nobel de los genetistas. Una escuela secundaria en Shoreline, Washington fue nombrada en honor de Morgan para la segunda mitad del siglo XX.