Nepriklausomai nuo biologinio objekto struktūros sudėtingumo, ar tai būtų bakterija, dumbliai, bestuburiai gyvūnai ar žmogus, bendras visų bet kurio organizmo požymių skaičius yra daug didesnis nei jo chromosomų sudėtis. Nuo XX amžiaus vidurio mokslas žino, kad tokios augalo, gyvūno ar mikroorganizmo savybės kaip kūno spalva ir forma, galūnių dydis, medžiagų apykaitos ypatybės yra užkoduotos chromosomų srityse – genuose. Kiek genų turi kiekviena chromosoma, kokia seka jie joje išsidėstę, kaip paveldimi? Į šiuos iš esmės svarbius klausimus atsakė Morgano dėsnis, kurį išnagrinėsime savo straipsnyje.
Kodėl kai kurie bruožai paveldimi kartu?
Stebėjimo genetikos mokslininkai, savo tyrimuose taikydami klasikinius modelius, kuriuos XIX amžiuje atrado Mendelis, susidūrė su sunkiai įveikiamomis problemomis. Taigi, taikydami savarankiško požymių paveldėjimo dėsnį, tyrėjai negalėjo paaiškinti fakto, kad augalas turi liūtą.gerklėje tamsiai raudona vainiko spalva beveik visada lydi tamsiai žalią stiebo spalvą. Gamtoje šio labiaceae šeimos augalo stiebo bordo vainiku ir salotų spalva yra itin reta.
Gauti teisingą šio reiškinio paaiškinimą padėjo Morgano, amerikiečių genetiko, padariusio proveržį suprasdamas genų paveldėjimo mechanizmus, susiejimo dėsnis.
Chromosomų paveldimumo teorija
Daugeliui mokslininkų pripažinus santykinį Mendelio modelių taikymo pobūdį, iškilo klausimas, kaip paaiškinti dviejų ar daugiau iš tėvų gautų požymių palikuonių tuo pačiu metu paveldėjimo faktą. Thomas Gentas Morganas pasiūlė linijinio paveldimų polinkių išdėstymo chromosomoje idėją. Jis įrodė, kad gretimi DNR segmentai mejozės procese kartu patenka į tą pačią gametą ir neišsiskiria į skirtingas lytines ląsteles. Mokslininkas šį reiškinį pavadino genų ryšiu, o Morgano dėsnis nuo tada buvo vadinamas susieto paveldėjimo dėsniu.
Genetikas sujungė daugybę surinktų eksperimentinių duomenų į nuoseklią mokslinę teoriją. Tai atspindi eksperimentų rezultatus, būtent: buvo įrodyta, kad genai chromosomoje išsidėstę kaip karoliukai, tiesiškai vienas po kito. Dėl Morgano dėsnio biologija gavo įrodymų, kad kiekviena nehomologinė chromosoma turi savo unikalią paveldimą sudėtį. Be to, mokslininko mintis, kadkeli genai, esantys gretimuose lokusuose, yra paveldimi kartu, o tokių kompleksų skaičius lygus haploidiniam chromosomų rinkiniui. Taigi žmogaus kariotipe yra 23 genų jungčių grupės.
Morgano dėsnio atradimo istorija
Biologija žino daugybę pavyzdžių, kaip tinkamai parinktas gyvas objektas eksperimentams ateityje visiškai nulėmė sėkmingą mokslinių tyrimų eigą. Kaip ir Mendelis, Morganas savo laboratorijoje atliko tūkstančius eksperimentų. Tačiau jiems jis pasirinko ne augalą, kurio stambiame kariotipe yra šimtai genų, o vabzdį – vaisinę musę Drosophila.
Tik keturios jos chromosomų poros buvo puikiai matomos pro mikroskopą, o jų paprastą genų sudėtį buvo lengva ištirti ir ištirti. Amerikiečių genetiko eksperimentai yra pagrįsti Drosophila pirminių organizmų, kurie skyrėsi vienas nuo kito kūno spalva ir sparnų forma, kryžminimu. Visi susidarę palikuonys vėliau buvo kryžminami tik su juodos spalvos musėmis ir trumpais, neišsivysčiusiais sparnais, tai yra, buvo atliktas analizuojantis kryžius. Kokie buvo rezultatai? Jie nesutapo su jokiu žinomu genetiniu postulatu, nes kai kurios musės palikuoniuose pasirodė su savybių deriniais: pilkas pilvas - neišsivystę sparnai ir juodas kūnas - normalūs sparnai. Mokslininkas pasiūlė, kad šios rūšies vabzdžiams DNR skyriai, valdantys sparnų spalvos ir formos požymius, yra šalia – jie yra susieti toje pačioje chromosomoje. Ši idėja buvo toliau išreikšta Morgano įstatyme.
Kryžimas per
Pirmojo mejozės dalijimosi profazėje galima pastebėti neįprastą vaizdą: seserų chromosomų vidinės chromatidės tarpusavyje keičiasi lokusais – atkarpomis. Kuo arčiau genai išsidėstę, tuo mažiau vyksta mainai – persikryžiavimas. Todėl viena iš Morgano dėsnio nuostatų sako, kad mainų tarp genų dažnis yra atvirkščiai proporcingas atstumui tarp jų, matuojamam morganidais. Kryžminimas paaiškina tokį svarbų reiškinį kaip paveldimas kintamumas. Iš tiesų, bet kurios tėvų poros palikuonys neatrodo kaip klonas, kuris visiškai kopijuoja tėvo ar motinos savybes. Jis turi savo unikalių savybių, kurios lemia jo individualumą.
Thomo Morgano kūrinių prasmė
Morgano dėsnio formuluotė, apimanti pagrindinius mūsų svarstytus postulatus, plačiai naudojama teorinėje genetikoje. Ja paremtas visas veisimo darbas. Dabar neįmanoma sukurti naujos gyvūnų ar augalų veislės, iš anksto nenumatant galimų jų laukiamų naudingų savybių ar savybių derinių.
Organizmų chromosomų žemėlapių kūrimas, atsižvelgiant į paveldimumo teorijos nuostatas, padeda medicinos genetikos srityje dirbantiems gydytojams iš anksto nustatyti defektinius genus ir labai tiksliai apskaičiuoti negimusio vaiko patologijų riziką.
