4.

Geni concatenati e crossing-over

La seconda legge di Mendel, secondo cui i geni che controllano differenti caratteri sono ereditati indipendentemente gli uni dagli altri, è valida solo quando i geni sono portati su cromosomi diversi. Questa conclusione è dovuta agli esperimenti compiuti negli anni Trenta dal genetista statunitense Thomas Hunt Morgan sul moscerino della frutta (Drosophila melanogaster). Morgan fu in grado di dimostrare che i geni sono disposti sui cromosomi in modo lineare e che, quando i geni compaiono sullo stesso cromosoma, vengono ereditati come una singola unità finché il cromosoma rimane intatto. I geni ereditati in questo modo sono detti concatenati.

1.

Frequenza di ricombinazione

Morgan scoprì che tale concatenazione fra geni raramente è assoluta. Le combinazioni di caratteri presenti nei genitori possono, infatti, rimescolarsi nella discendenza. Questo fenomeno è dovuto al fatto che durante la meiosi, processo di divisione cellulare in cui si formano cellule aploidi a partire da una cellula diploide, tra le coppie di cromosomi omologhi avviene uno scambio fisico di materiale genetico, chiamato crossing-over (quando avviene, il crossing-over può essere osservato al microscopio, perché i cromosomi omologhi appaiati sono congiunti e assumono una struttura a X). La frequenza che avvenga uno scambio tra due geni (frequenza di ricombinazione) dipende dalla loro distanza sul cromosoma. Più essi sono lontani, maggiore è la probabilità che vi sia ricombinazione e, dunque, maggiore variabilità presentano le cellule che derivano dalla meiosi. Le cellule che si formano dalla meiosi, negli organismi con ciclo vitale diplonte e aplo-diplonte (cioè la maggioranza dei viventi), sono cellule riproduttive, o gameti, dalla cui fusione derivano nuovi individui. Pertanto, più crossing-over avvengono durante la meiosi, maggiore variabilità genetica presentano i gameti e, dunque, la discendenza. L’importanza della variabilità genetica nell’ambito del processo dell’evoluzione fu spiegata dal naturalista inglese Charles Darwin con il concetto di selezione naturale.