Uanset kompleksiteten af strukturen af et biologisk objekt, det være sig en bakterie, en alge, et hvirvelløse dyr eller en person, er det samlede antal af alle tegn på en organisme meget større end dens kromosomsammensætning. Siden midten af det 20. århundrede har videnskaben vidst, at sådanne karakteristika ved en plante, et dyr eller en mikroorganisme som kroppens farve og form, størrelsen af lemmerne, egenskaberne ved metabolisme, er kodet i kromosomregioner - gener. Hvor mange gener har hvert kromosom, i hvilken rækkefølge er de placeret i det, hvordan nedarves de? Disse grundlæggende vigtige spørgsmål blev besvaret af Morgans lov, som vi vil studere i vores artikel.
Hvorfor nedarves nogle træk sammen?
Observationelle genetiske videnskabsmænd, der i deres forskning brugte de klassiske mønstre, opdaget i det 19. århundrede af Mendel, stod over for vanskelige problemer. Så ved at anvende loven om uafhængig arv af egenskaber kunne forskerne ikke forklare det faktum, at planten har en løveshals mørkerød farve af kronen næsten altid ledsager den mørkegrønne farve af stilken. I naturen er den bordeauxrøde krone og salatfarven på stammen af denne plante fra labiaceae-familien ekstremt sjældne.
Få en korrekt forklaring på dette fænomen blev hjulpet af loven om kobling af Morgan, en amerikansk genetiker, der gjorde et gennembrud i forståelsen af mekanismerne bag genarv.
Kromosomal teori om arvelighed
Efter den relative karakter af anvendelsen af Mendelske mønstre blev anerkendt af de fleste videnskabsmænd, opstod spørgsmålet om, hvordan man kunne forklare kendsgerningen af samtidig arv hos efterkommere af to eller flere træk modtaget fra forældre. Thomas Gent Morgan foreslog ideen om et lineært arrangement af arvelige tilbøjeligheder i kromosomet. Han beviste, at tilstødende DNA-segmenter i processen med meiose passerer ind i den samme gamet sammen og ikke divergerer i forskellige kønsceller. Videnskabsmanden kaldte dette fænomen for genbinding, og Morgans lov er siden blevet kaldt loven om forbundet arv.
Genetikeren kombinerede de mange eksperimentelle data indsamlet til en sammenhængende videnskabelig teori. Det afspejler resultaterne af eksperimenter, nemlig: det blev bevist, at gener er placeret i kromosomet som perler, lineært efter hinanden. Takket være Morgans lov har biologien modtaget beviser for, at hvert ikke-homologt kromosom indeholder sin egen unikke arvelige sammensætning. Dertil kommer videnskabsmandens idé om, atflere gener lokaliseret i nærliggende loci nedarves sammen, og antallet af sådanne komplekser er lig med det haploide sæt af kromosomer. Så i den menneskelige karyotype er der 23 genbindingsgrupper.
Historien om opdagelsen af Morgans lov
Biologi kender mange eksempler på, hvordan et korrekt udvalgt levende objekt til eksperimenter i fremtiden fuldstændigt bestemte det vellykkede forløb for videnskabelig forskning. Ligesom Mendel udførte Morgan tusindvis af eksperimenter i sit laboratorium. Men for dem valgte han ikke en plante, der indeholder hundredvis af gener i sin omfangsrige karyotype, men et insekt - en frugtflue Drosophila.
Kun fire par af hendes kromosomer var perfekt synlige under et mikroskop, og deres enkle gensammensætning var let at studere og studere. Eksperimenterne fra den amerikanske genetiker er baseret på krydsningen af forældreorganismer af Drosophila, som adskilte sig fra hinanden i kropsfarve og vingeform. Alle de resulterende efterkommere blev efterfølgende kun krydset med fluer, der havde en sort farve og korte, underudviklede vinger, dvs. et analyserende kryds blev udført. Hvad var resultaterne? De faldt ikke sammen med nogen af de kendte genetiske postulater, da nogle af fluerne dukkede op i afkommet med kombinationer af egenskaber: en grå mave - underudviklede vinger og en sort krop - normale vinger. Forskeren foreslog, at DNA-sektionerne, der kontrollerer tegnene på farve og form på vingerne, er placeret i nærheden i insekter af denne art - de er forbundet i det samme kromosom. Denne idé blev yderligere udtrykt i Morgans lov.
Crossing Over
I profasen af den første deling af meiose kan der observeres et usædvanligt billede: de indre kromatider af søsterkromosomer udveksler loci - sektioner med hinanden. Jo tættere generne er placeret, jo mindre udveksling - krydsning - sker der. Derfor siger en af bestemmelserne i Morgans lov, at hyppigheden af udveksling mellem gener er omvendt proportional med afstanden mellem dem, målt i morganider. Overkrydsning forklarer et så vigtigt fænomen som arvelig variabilitet. Faktisk ligner afkommet af ethvert forældrepar ikke en klon, der fuldstændigt kopierer faderens eller moderens egenskaber. Den har sine egne unikke egenskaber, der bestemmer dens individualitet.
Betydningen af Thomas Morgans værker
Formuleringen af Morgans lov, som omfatter de grundlæggende postulater, vi har overvejet, er meget brugt i teoretisk genetik. Alt avlsarbejde er baseret på det. Det er nu umuligt at udvikle en ny race af dyre- eller plantevarianter uden på forhånd at forudsige de mulige kombinationer af deres forventede nyttige egenskaber.
Oprettelse af kromosomale kort over organismer, under hensyntagen til bestemmelserne i arvelighedsteorien, hjælper læger, der arbejder inden for medicinsk genetik, med at identificere defekte gener på forhånd og beregne risikoen for patologier i et ufødt barn med høj nøjagtighed.
