Bez obzira na složenost strukture biološkog objekta, bilo da se radi o bakteriji, algi, beskralježnjaku ili osobi, ukupan broj svih znakova bilo kojeg organizma puno je veći od njegovog kromosomskog sastava. Od sredine 20. stoljeća znanost je znala da su takve karakteristike biljke, životinje ili mikroorganizma kao što su boja i oblik tijela, veličina udova, karakteristike metabolizma, kodirane u kromosomskim regijama – genima. Koliko gena ima svaki kromosom, u kojem se slijedu nalaze u njemu, kako se nasljeđuju? Na ova temeljno važna pitanja odgovorio je Morganov zakon, koji ćemo proučiti u našem članku.
Zašto se neke osobine nasljeđuju zajedno?
Promatrački genetički znanstvenici, koristeći u svojim istraživanjima klasične obrasce koje je u 19. stoljeću otkrio Mendel, suočili su se s nerješivim problemima. Dakle, primjenjujući zakon neovisnog nasljeđivanja osobina, istraživači nisu mogli objasniti činjenicu da biljka ima lavljugrlo tamnocrvena boja vjenčića gotovo uvijek prati tamnozelenu boju stabljike. U prirodi su bordo vjenčić i boja salate stabljike ove biljke iz obitelji labiaceae iznimno rijetke.
Dobiti ispravno objašnjenje ovog fenomena pomogao je zakon povezivanja Morgana, američkog genetičara koji je napravio proboj u razumijevanju mehanizama nasljeđivanja gena.
Kromosomska teorija nasljeđa
Nakon što je većina znanstvenika prepoznala relativnu prirodu primjene Mendelovih obrazaca, postavilo se pitanje kako objasniti činjenicu istovremenog nasljeđivanja kod potomaka dviju ili više osobina dobivenih od roditelja. Thomas Gent Morgan predložio je ideju o linearnom rasporedu nasljednih sklonosti u kromosomu. On je dokazao da susjedni DNK segmenti u procesu mejoze zajedno prolaze u istu gametu, a ne divergiraju u različite zametne stanice. Znanstvenik je ovu pojavu nazvao genskom vezom, a Morganov zakon se od tada naziva zakon povezanog nasljeđivanja.
Genetičar je kombinirao brojne eksperimentalne podatke prikupljene u koherentnu znanstvenu teoriju. Odražava rezultate eksperimenata, naime: dokazano je da su geni smješteni u kromosomu poput kuglica, linearno jedan za drugim. Zahvaljujući Morganovom zakonu, biologija je dobila dokaze da svaki nehomologni kromosom sadrži svoj jedinstveni nasljedni sastav. Osim toga, ideja znanstvenika danekoliko gena smještenih u susjednim lokusima nasljeđuje se zajedno, a broj takvih kompleksa jednak je haploidnom skupu kromosoma. Dakle, u ljudskom kariotipu postoje 23 grupe genskih veza.
Priča o otkriću Morganovog zakona
Biologija poznaje mnogo primjera kako je pravilno odabran živi objekt za pokuse u budućnosti u potpunosti odredio uspješan tijek znanstvenog istraživanja. Poput Mendela, Morgan je proveo tisuće eksperimenata u svom laboratoriju. Međutim, za njih nije izabrao biljku koja sadrži stotine gena u svom glomaznom kariotipu, već kukca - voćnu mušicu Drosophila.
Samo četiri para njezinih kromosoma bila su savršeno vidljiva pod mikroskopom, a njihov jednostavan sastav gena bilo je lako proučavati i proučavati. Pokusi američkog genetičara temelje se na križanju roditeljskih organizama Drosophila, koji su se međusobno razlikovali po boji tijela i obliku krila. Svi dobiveni potomci su naknadno križani samo s mušicama koje su imale crnu boju i kratka, nerazvijena krila, tj. provedeno je analiziranje križanja. Kakvi su bili rezultati? Nisu se podudarali ni s jednim od poznatih genetskih postulata, budući da su se neke od muha pojavile u potomstvu s kombinacijama osobina: sivi trbuh - nerazvijena krila i crno tijelo - normalna krila. Znanstvenik je sugerirao da se dijelovi DNK koji kontroliraju znakove boje i oblika krila nalaze u blizini insekata ove vrste - povezani su u istom kromosomu. Ova ideja je dalje izražena u Morganovom zakonu.
prijelaz
U profazi prve diobe mejoze, može se uočiti neobična slika: unutarnje kromatide sestrinskih kromosoma međusobno izmjenjuju lokuse - presjeke. Što su geni bliže, to se manje događa razmjena – crossing. Stoga jedna od odredbi Morganovog zakona kaže da je učestalost razmjene između gena obrnuto proporcionalna udaljenosti između njih, mjerenoj u morganidima. Križanje objašnjava tako važan fenomen kao što je nasljedna varijabilnost. Doista, potomci bilo kojeg roditeljskog para ne izgledaju kao klon koji u potpunosti kopira karakteristike oca ili majke. Ima svoja jedinstvena svojstva koja određuju njegovu individualnost.
Značenje djela Thomasa Morgana
Formulacija Morganovog zakona, koja uključuje osnovne postulate koje smo razmatrali, široko se koristi u teorijskoj genetici. Na njemu se temelji sav uzgojni rad. Sada je nemoguće razviti novu pasminu životinjskih ili biljnih sorti bez unaprijed predviđanja mogućih kombinacija njihovih očekivanih korisnih svojstava ili svojstava.
Izrada kromosomskih mapa organizama, uzimajući u obzir odredbe teorije nasljeđa, pomaže liječnicima koji rade na području medicinske genetike da unaprijed identificiraju defektne gene i s visokom preciznošću izračunaju rizike od patologija u nerođenog djeteta.
