Il lavoro di Mendel spiegava molto bene le modalità con cui i caratteri si trasmettono da una generazione all’altra, ma a questo punto si imponeva una domanda fondamentale: che cosa è che passa, materialmente, di generazione in generazione, perpetuando nella discendenza i caratteri biologici dei genitori? Doveva trattarsi di qualcosa presente nella cellula, perché tutta la vita si basa sulla cellula: dagli organismi più semplici, come i batteri, formati di una sola cellula priva di nucleo; ad organismi formati anch’essi da una sola cellula, ma più complessa, provvista di un nucleo che dirige le attività della cellula, come i protozoi; fino a tutti gli organismi pluricellulari, piante ed animali, dai più semplici ai più complessi.   le forme di vita più semplici, come questi batteri, sono formate di una sola cellula

gli organismi più complessi sono formati da cellule raggruppate insieme

Verso la fine dell’Ottocento, osservando cellule al microscopio ottico si era osservato che nel momento in cui la cellula si divide, per formare altre due cellule uguali a se stessa, una sostanza presente nel nucleo della cellula, la cromatina, che di solito è una massa indistinta (e prende questo nome perché la si può rivelare con coloranti opportuni), si organizza in lunghi filamenti, detti cromosomi, lunghi in genere pochi micrometri (milionesimi di metro, o millesimi di millimetro).
Quando la cellula si divide, ciascun cromosoma si sdoppia in due filamenti di eguale lunghezza (cromatidi): al termine della divisione, ciascuno dei due cromatidi si viene a trovare nel nucleo di ciascuna delle due cellule figlie.

come si divide una cellula

cromosoma

Era chiaro, quindi, che i cromosomi erano la sede dei caratteri ereditari. Ma quale poteva essere esattamente la sostanza contenuta nei cromosomi che trasmetteva questi caratteri da una cellula all’altra e da un individuo all’altro, e che forma prendeva l’informazione ereditaria, come era codificata?
Per decenni, i genetisti osservarono i cromosomi di organismi di ogni sorta. L’organismo principe nello studio dell’eredità divenne presto il moscerino della frutta (Drosophila melanogaster), che si trova sulla frutta che sta andando a male e ha una parte importante nella fermentazione del vino. La drosofila ha tre grosse paia di cromosomi, ben visibili al microscopio ottico (più un quarto piccolissimo); si riproduce ogni pochi giorni ed è molto semplice da allevare in laboratorio (o anche in casa); è insomma un organismo ideale per osservare l’eredità in azione.

una drosofila e i suoi cromosomi

Lavorando su drosofila, il biologo statunitense T.H.Morgan potè dimostrare, nel 1919, che geni situati l’uno vicino all’altro su uno stesso cromosoma vengono ereditati insieme, che i geni sono cioè parte fisica dei cromosomi.
In pratica, i geni si trovano allineati sui cromosomi come perle su una collana.