Neatkarīgi no bioloģiskā objekta uzbūves sarežģītības, vai tā būtu baktērija, aļģe, bezmugurkaulnieks vai cilvēks, jebkura organisma visu pazīmju kopējais skaits ir daudz lielāks nekā tā hromosomu sastāvs. Kopš 20. gadsimta vidus zinātnē ir zināms, ka tādas auga, dzīvnieka vai mikroorganisma īpašības kā ķermeņa krāsa un forma, ekstremitāšu izmēri, vielmaiņas īpašības ir iekodētas hromosomu reģionos - gēnos. Cik gēnu ir katrai hromosomai, kādā secībā tie tajā atrodas, kā tie tiek mantoti? Uz šiem būtiski svarīgajiem jautājumiem atbildēja Morgana likums, ko mēs pētīsim mūsu rakstā.
Kāpēc dažas īpašības tiek mantotas kopā?
Novērošanas ģenētiskie zinātnieki, savos pētījumos izmantojot klasiskos modeļus, ko 19. gadsimtā atklāja Mendelis, saskārās ar neatrisināmām problēmām. Tātad, piemērojot pazīmju neatkarīgas mantošanas likumu, pētnieki nevarēja izskaidrot faktu, ka augam ir lauvasrīkles vainaga tumši sarkanā krāsa gandrīz vienmēr pavada stublāja tumši zaļo krāsu. Dabā šī labiaceae dzimtas auga stumbra bordo vainagu un salātu krāsa ir ārkārtīgi reti sastopama.
Iegūt pareizu šīs parādības skaidrojumu palīdzēja Morgana, amerikāņu ģenētiķa, sasaistes likums, kurš veica izrāvienu gēnu pārmantošanas mehānismu izpratnē.
Hromosomu iedzimtības teorija
Pēc tam, kad lielākā daļa zinātnieku atzina Mendeļa modeļu pielietojuma relatīvo raksturu, radās jautājums, kā izskaidrot faktu, ka divu vai vairāku pazīmju pēcnācējiem, kas saņemti no vecākiem, vienlaicīga pārmantošana. Tomass Gents Morgans ierosināja ideju par iedzimtu slīpumu lineāru izvietojumu hromosomā. Viņš pierādīja, ka blakus esošie DNS segmenti meiozes procesā kopā nonāk vienā gametā un neizdalās dažādās dzimumšūnās. Zinātnieks šo parādību sauca par gēnu saiti, un Morgana likumu kopš tā laika sauc par saistītās mantošanas likumu.
Ģenētiķis apvienoja daudzos savāktos eksperimentālos datus saskaņotā zinātniskā teorijā. Tas atspoguļo eksperimentu rezultātus, proti: tika pierādīts, ka gēni atrodas hromosomā kā krelles, lineāri viena pēc otras. Pateicoties Morgana likumam, bioloģija ir saņēmusi pierādījumus, ka katrai nehomologai hromosomai ir savs unikāls iedzimtais sastāvs. Turklāt zinātnieka ideja, kavairāki gēni, kas atrodas blakus lokusos, tiek mantoti kopā, un šādu kompleksu skaits ir vienāds ar haploīdu hromosomu kopu. Tātad cilvēka kariotipam ir 23 gēnu saišu grupas.
Stāsts par Morgana likuma atklāšanu
Bioloģija zina daudzus piemērus, kā pareizi izvēlēts dzīvs objekts eksperimentiem nākotnē pilnībā noteica veiksmīgu zinātnisko pētījumu gaitu. Tāpat kā Mendels, Morgans savā laboratorijā veica tūkstošiem eksperimentu. Tomēr viņiem viņš izvēlējās nevis augu, kura apjomīgajā kariotipa satur simtiem gēnu, bet gan kukaiņu - augļu mušu Drosophila.
Tikai četri viņas hromosomu pāri bija lieliski redzami zem mikroskopa, un to vienkāršo gēnu sastāvu bija viegli izpētīt un pētīt. Amerikāņu ģenētiķa eksperimentu pamatā ir Drosophila vecāku organismu krustošanās, kas atšķīrās viens no otra ar ķermeņa krāsu un spārnu formu. Visi iegūtie pēcnācēji pēc tam tika krustoti tikai ar mušām, kurām bija melna krāsa un īsi, mazattīstīti spārni, t.i., tika veikts analizējošais krustojums. Kādi bija rezultāti? Tie nesakrita ne ar vienu no zināmajiem ģenētiskajiem postulātiem, jo dažas mušas parādījās pēcnācējos ar pazīmju kombinācijām: pelēks vēders - mazattīstīti spārni un melns ķermenis - normāli spārni. Zinātnieks ierosināja, ka šīs sugas kukaiņiem netālu atrodas DNS sekcijas, kas kontrolē spārnu krāsas un formas pazīmes - tās ir saistītas vienā hromosomā. Šī ideja tālāk tika izteikta Morgana likumā.
šķērsošana
Mejozes pirmās dalīšanās profāzē novērojama neparasta aina: māsu hromosomu iekšējās hromatīdas savā starpā apmainās ar lokusiem – sekcijām. Jo tuvāk atrodas gēni, jo mazāk notiek apmaiņa - krustošanās. Tāpēc viens no Morgana likuma noteikumiem saka, ka apmaiņas biežums starp gēniem ir apgriezti proporcionāls attālumam starp tiem, ko mēra morganidēs. Šķērsošana izskaidro tik svarīgu parādību kā iedzimta mainīgums. Patiešām, neviena vecāku pāra pēcnācējs neizskatās pēc klona, kas pilnībā kopē tēva vai mātes īpašības. Tam ir savas unikālās īpašības, kas nosaka tā individualitāti.
Tomasa Morgana darbu nozīme
Teorētiskajā ģenētikā plaši tiek izmantots Morgana likuma formulējums, kas ietver mūsu apsvērtos pamatpostulātus. Uz to balstās viss audzēšanas darbs. Tagad nav iespējams izveidot jaunu dzīvnieku vai augu šķirni, iepriekš neparedzot iespējamās to sagaidāmo derīgo īpašību vai īpašību kombinācijas.
Organistu hromosomu karšu veidošana, ņemot vērā iedzimtības teorijas nosacījumus, palīdz medicīniskās ģenētikas jomā strādājošiem ārstiem jau iepriekš identificēt bojātos gēnus un ar augstu precizitāti aprēķināt patoloģiju riskus nedzimušam bērnam.
