Biologisen esineen rakenteen monimutkaisuudesta riippumatta, olipa kyseessä bakteeri, levä, selkärangaton eläin tai ihminen, minkä tahansa organismin kaikkien merkkien kokonaismäärä on paljon suurempi kuin sen kromosomikoostumus. 1900-luvun puolivälistä lähtien tiede on tiennyt, että sellaiset kasvin, eläimen tai mikro-organismin ominaisuudet, kuten kehon väri ja muoto, raajojen koko, aineenvaihdunnan ominaisuudet, on koodattu kromosomialueisiin - geeneihin. Kuinka monta geeniä kussakin kromosomissa on, missä järjestyksessä ne sijaitsevat siinä, miten ne periytyvät? Näihin pohjimmiltaan tärkeisiin kysymyksiin vastasi Morganin laki, jota tutkimme artikkelissamme.
Miksi jotkin ominaisuudet periytyvät yhdessä?
Havaintogeenitieteilijät, jotka käyttivät tutkimuksessaan Mendelin 1800-luvulla löytämiä klassisia malleja, kohtasivat ratkaisemattomia ongelmia. Joten ominaisuuksien itsenäisen periytymisen lakia soveltaen tutkijat eivät pystyneet selittämään sitä tosiasiaa, että kasvilla on leijonankurkun tummanpunainen sävy on lähes aina mukana varren tummanvihreässä värissä. Luonnossa tämän häpyhuulikasvien varren viininpunainen teriö ja salaatin väri ovat erittäin harvinaisia.
Tämän ilmiön oikean selityksen saaminen auttoi Morganin, yhdysv altalaisen geneetikkon, joka teki läpimurron geenien periytymismekanismien ymmärtämisessä, kytkentälaki.
Perinnöllisyyden kromosomiteoria
Sen jälkeen kun useimmat tutkijat tunnustivat Mendelin mallien soveltamisen suhteellisen luonteen, heräsi kysymys, kuinka selittää kahden tai useamman vanhemmilta saatujen piirteiden samanaikainen periytyminen. Thomas Gent Morgan ehdotti ajatusta perinnöllisten taipumusten lineaarisesta järjestelystä kromosomissa. Hän osoitti, että vierekkäiset DNA-segmentit menevät meioosiprosessissa samaan sukusoluun yhdessä eivätkä eroa eri sukusoluiksi. Tiedemies kutsui tätä ilmiötä geenisidokseksi, ja Morganin lakia on sittemmin kutsuttu linkitetyn periytymisen laiksi.
Geneetikko yhdisti lukuisat kerätyt kokeelliset tiedot yhtenäiseksi tieteelliseksi teoriaksi. Se heijastaa kokeiden tuloksia, nimittäin: todistettiin, että geenit sijaitsevat kromosomissa helmien tavoin, lineaarisesti peräkkäin. Morganin lain ansiosta biologia on saanut todisteita siitä, että jokainen ei-homologinen kromosomi sisältää oman ainutlaatuisen perinnöllisen koostumuksensa. Lisäksi tiedemiehen ajatus siitäuseat vierekkäisissä lokuksissa sijaitsevat geenit periytyvät yhdessä, ja tällaisten kompleksien lukumäärä on yhtä suuri kuin haploidinen kromosomisarja. Ihmisen karyotyypissä on siis 23 geenikytkentäryhmää.
Tarina Morganin lain löytämisestä
Biologia tietää monia esimerkkejä siitä, kuinka oikein valittu elävä esine tulevaisuuden kokeita varten määritti täysin tieteellisen tutkimuksen onnistumisen. Mendelin tavoin Morgan suoritti tuhansia kokeita laboratoriossaan. Hän ei kuitenkaan valinnut heille kasveja, jotka sisältävät satoja geenejä isossa karyotyypissään, vaan hyönteisen - hedelmäkärpäsen Drosophilan.
Ainoastaan neljä hänen kromosomipariaan näkyi täydellisesti mikroskoopilla, ja niiden yksinkertainen geenikoostumus oli helppo tutkia ja tutkia. Amerikkalaisen geneetikon kokeet perustuvat Drosophilan emoorganismien risteytykseen, jotka erosivat toisistaan kehon värin ja siipien muodon suhteen. Kaikki tuloksena saadut jälkeläiset risteytettiin myöhemmin vain mustien väristen ja lyhyiden, alikehittyneiden siipien kanssa, eli suoritettiin analysoiva risteys. Mitkä olivat tulokset? Ne eivät täsmänneet minkään tunnetun geneettisen postulaatin kanssa, koska jotkut kärpäset ilmestyivät jälkeläisissä ominaisuuksien yhdistelminä: harmaa vatsa - alikehittyneet siivet ja musta ruumis - normaalit siivet. Tiedemies ehdotti, että DNA-osat, jotka hallitsevat siipien värin ja muodon merkkejä, sijaitsevat lähellä tämän lajin hyönteisiä - ne ovat yhteydessä samaan kromosomiin. Tämä ajatus ilmaistiin edelleen Morganin laissa.
Risteys yli
Meioosin ensimmäisen jakautumisen profaasissa voidaan havaita epätavallinen kuva: sisarkromosomien sisäiset kromatidit vaihtavat lokuksia - osia keskenään. Mitä lähempänä geenit sijaitsevat, sitä vähemmän tapahtuu vaihtoa - ylittämistä. Siksi yksi Morganin lain säännöksistä sanoo, että geenien välisen vaihdon taajuus on kääntäen verrannollinen niiden väliseen etäisyyteen, mitattuna morganideissa. Crossing over selittää niin tärkeän ilmiön kuin perinnöllinen vaihtelu. Itse asiassa minkään vanhempien parin jälkeläiset eivät näytä kloonilta, joka kopioi täysin isän tai äidin ominaisuuksia. Sillä on omat ainutlaatuiset ominaisuutensa, jotka määrittävät sen yksilöllisyyden.
Thomas Morganin teosten merkitys
Morganin lain muotoilua, joka sisältää tarkastelemamme peruspostulaatit, käytetään laaj alti teoreettisessa genetiikassa. Kaikki kasvatustyö perustuu siihen. Nyt on mahdotonta kehittää uutta eläin- tai kasvilajiketta ennustamatta etukäteen niiden odotettavissa olevien hyödyllisten ominaisuuksien tai ominaisuuksien mahdollisia yhdistelmiä.
Organismien kromosomikarttojen luominen perinnöllisyysteorian säännökset huomioon ottaen auttaa lääketieteellisen genetiikan alalla työskenteleviä lääkäreitä tunnistamaan etukäteen vialliset geenit ja laskemaan erittäin tarkasti syntymättömän lapsen patologioiden riskit.
