Unabhängig von der Komplexität der Struktur eines biologischen Objekts, sei es ein Bakterium, eine Alge, ein wirbelloses Tier oder ein Mensch, die Gesamtzahl aller Zeichen eines Organismus ist viel größer als seine Chromosomenzusammensetzung. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts weiß die Wissenschaft, dass solche Eigenschaften einer Pflanze, eines Tieres oder eines Mikroorganismus wie die Farbe und Form des Körpers, die Größe der Gliedmaßen, die Eigenschaften des Stoffwechsels in Chromosomenregionen – Genen – kodiert sind. Wie viele Gene hat jedes Chromosom, in welcher Reihenfolge liegen sie darin, wie werden sie vererbt? Diese grundlegend wichtigen Fragen wurden durch das Gesetz von Morgan beantwortet, das wir in unserem Artikel untersuchen werden.
Warum werden manche Merkmale zusammen vererbt?
Beobachtende Genetiker, die in ihrer Forschung die klassischen Muster verwendeten, die im 19. Jahrhundert von Mendel entdeckt wurden, sahen sich mit hartnäckigen Problemen konfrontiert. Unter Anwendung des Gesetzes der unabhängigen Vererbung von Merkmalen konnten die Forscher die Tatsache, dass die Pflanze einen Löwen hat, nicht erklärenSchlund dunkelrote Farbe der Krone begleitet fast immer die dunkelgrüne Farbe des Stiels. In der Natur sind die weinrote Blütenkrone und die salatfarbene Stängelfarbe dieser Pflanze aus der Familie der Lippenblütler äußerst selten.
Eine korrekte Erklärung dieses Phänomens zu erh alten, wurde durch das Verknüpfungsgesetz von Morgan unterstützt, einem amerikanischen Genetiker, der einen Durchbruch beim Verständnis der Mechanismen der Genvererbung erzielte.
Chromosomale Vererbungstheorie
Nachdem die relative Natur der Anwendung von Mendelschen Mustern von den meisten Wissenschaftlern erkannt worden war, stellte sich die Frage, wie die Tatsache der gleichzeitigen Vererbung von zwei oder mehr von den Eltern erh altenen Merkmalen bei den Nachkommen zu erklären sei. Thomas Gent Morgan schlug die Idee einer linearen Anordnung erblicher Neigungen im Chromosom vor. Er bewies, dass benachbarte DNA-Segmente im Prozess der Meiose zusammen in denselben Gameten übergehen und nicht in verschiedene Keimzellen auseinanderlaufen. Der Wissenschaftler nannte dieses Phänomen Genverknüpfung, und Morgans Gesetz wird seither als Gesetz der verknüpften Vererbung bezeichnet.
Der Genetiker kombinierte die zahlreichen gesammelten experimentellen Daten zu einer kohärenten wissenschaftlichen Theorie. Es spiegelt die Ergebnisse von Experimenten wider, nämlich: Es wurde nachgewiesen, dass Gene im Chromosom wie Perlen angeordnet sind, linear hintereinander. Dank Morgans Gesetz hat die Biologie Beweise dafür erh alten, dass jedes nicht-homologe Chromosom seine eigene einzigartige erbliche Zusammensetzung enthält. Darüber hinaus die Idee des Wissenschaftlers, dassMehrere Gene, die sich in benachbarten Genorten befinden, werden zusammen vererbt, und die Anzahl solcher Komplexe entspricht dem haploiden Chromosomensatz. Im menschlichen Karyotyp gibt es also 23 Genverknüpfungsgruppen.
Die Geschichte der Entdeckung von Morgans Gesetz
Die Biologie kennt viele Beispiele dafür, wie ein richtig ausgewähltes lebendes Objekt für zukünftige Experimente den erfolgreichen Verlauf wissenschaftlicher Forschung vollständig bestimmt. Wie Mendel führte Morgan Tausende von Experimenten in seinem Labor durch. Für sie wählte er jedoch keine Pflanze aus, die Hunderte von Genen in ihrem sperrigen Karyotyp enthält, sondern ein Insekt - eine Fruchtfliege Drosophila.
Nur vier Paare ihrer Chromosomen waren unter einem Mikroskop perfekt sichtbar, und ihre einfache Genzusammensetzung war leicht zu studieren und zu studieren. Die Experimente des amerikanischen Genetikers basieren auf der Kreuzung von Elternorganismen von Drosophila, die sich in Körperfarbe und Flügelform voneinander unterschieden. Alle resultierenden Nachkommen wurden anschließend nur mit Fliegen mit schwarzer Farbe und kurzen, unterentwickelten Flügeln gekreuzt, d. h. es wurde eine Analysekreuzung durchgeführt. Was waren die Ergebnisse? Sie stimmten mit keinem der bekannten genetischen Postulate überein, da einige der Fliegen bei den Nachkommen mit Merkmalskombinationen auftauchten: grauer Bauch - unterentwickelte Flügel und schwarzer Körper - normale Flügel. Der Wissenschaftler schlug vor, dass sich die DNA-Abschnitte, die die Farb- und Formzeichen der Flügel steuern, bei Insekten dieser Art in der Nähe befinden – sie sind im selben Chromosom verbunden. Diese Idee wurde in Morgans Gesetz weiter ausgedrückt.
Kreuzung
In der Prophase der ersten Teilung der Meiose ist ein ungewöhnliches Bild zu beobachten: Die inneren Chromatiden der Schwesterchromosomen tauschen Loci - Abschnitte untereinander aus. Je näher die Gene liegen, desto weniger Austausch – Crossing Over – findet statt. Daher besagt eine der Bestimmungen des Morganschen Gesetzes, dass die Häufigkeit des Austauschs zwischen Genen umgekehrt proportional zum Abstand zwischen ihnen ist, gemessen in Morganiden. Crossing over erklärt ein so wichtiges Phänomen wie die erbliche Variabilität. Tatsächlich sieht der Nachwuchs eines Elternpaares nicht wie ein Klon aus, der die Eigenschaften des Vaters oder der Mutter vollständig kopiert. Es hat seine eigenen einzigartigen Eigenschaften, die seine Individualität bestimmen.
Die Bedeutung der Werke von Thomas Morgan
Die Formulierung des Morganschen Gesetzes, das die von uns betrachteten Grundpostulate enthält, ist in der theoretischen Genetik weit verbreitet. Alle Züchtungsarbeiten basieren darauf. Es ist jetzt unmöglich, eine neue Tier- oder Pflanzensorte zu entwickeln, ohne im Voraus die möglichen Kombinationen ihrer erwarteten nützlichen Merkmale oder Eigenschaften vorherzusagen.
Die Erstellung von Chromosomenkarten von Organismen unter Berücksichtigung der Bestimmungen der Vererbungstheorie hilft Ärzten auf dem Gebiet der medizinischen Genetik, defekte Gene im Voraus zu identifizieren und die Risiken von Pathologien bei einem ungeborenen Kind mit hoher Genauigkeit zu berechnen.
