მიუხედავად ბიოლოგიური ობიექტის სტრუქტურის სირთულისა, იქნება ეს ბაქტერია, წყალმცენარე, უხერხემლო ცხოველი თუ ადამიანი, ნებისმიერი ორგანიზმის ყველა ნიშნის ჯამური რაოდენობა ბევრად აღემატება მის ქრომოსომულ შემადგენლობას. მე-20 საუკუნის შუა ხანებიდან მეცნიერებამ იცის, რომ მცენარის, ცხოველის ან მიკროორგანიზმის ისეთი მახასიათებლები, როგორიცაა სხეულის ფერი და ფორმა, კიდურების ზომა, მეტაბოლიზმის მახასიათებლები, კოდირებულია ქრომოსომის რეგიონებში - გენებში. რამდენი გენი აქვს თითოეულ ქრომოსომას, რა თანმიმდევრობით არიან განლაგებული მასში, როგორ გადაეცემა ისინი მემკვიდრეობით? ამ ფუნდამენტურად მნიშვნელოვან კითხვებს უპასუხა მორგანის კანონმა, რომელსაც ჩვენს სტატიაში შევისწავლით.
რატომ არის ზოგიერთი თვისება მემკვიდრეობით ერთად?
დაკვირვების გენეტიკური მეცნიერები, თავიანთ კვლევებში იყენებდნენ მენდელის მიერ მე-19 საუკუნეში აღმოჩენილ კლასიკურ ნიმუშებს, გადაუჭრელი პრობლემების წინაშე აღმოჩნდნენ. ამრიგად, თვისებების დამოუკიდებელი მემკვიდრეობის კანონის გამოყენებით, მკვლევარებმა ვერ ახსნეს ის ფაქტი, რომ მცენარეს აქვს ლომი.ყელის მუქი წითელი ფერის გვირგვინი თითქმის ყოველთვის თან ახლავს ღეროს მუქ მწვანე ფერს. ბუნებაში, ამ მცენარის ღეროს შინდისფერი გვირგვინი და სალათის ფერი ლაბიასებრთა ოჯახიდან ძალზე იშვიათია.
ამ ფენომენის სწორი ახსნის მიღებას დაეხმარა მორგანის, ამერიკელი გენეტიკოსის, კავშირის კანონი, რომელმაც გარღვევა მოახდინა გენის მემკვიდრეობის მექანიზმების გაგებაში.
მემკვიდრეობის ქრომოსომული თეორია
მას შემდეგ, რაც მეცნიერთა უმეტესობამ აღიარა მენდელის შაბლონების გამოყენების ფარდობითი ბუნება, გაჩნდა კითხვა, თუ როგორ უნდა აიხსნას მშობლებისგან მიღებული ორი ან მეტი თვისების შთამომავლებში ერთდროული მემკვიდრეობის ფაქტი. თომას გენტ მორგანმა შემოგვთავაზა ქრომოსომაში მემკვიდრეობითი მიდრეკილებების ხაზოვანი მოწყობის იდეა. მან დაამტკიცა, რომ მეიოზის პროცესში მიმდებარე დნმ-ის სეგმენტები ერთად გადადიან ერთსა და იმავე გამეტში და არ განსხვავდებიან სხვადასხვა ჩანასახოვან უჯრედებში. მეცნიერმა ამ ფენომენს გენის კავშირი უწოდა, ხოლო მორგანის კანონს მას შემდეგ ეწოდა დაკავშირებული მემკვიდრეობის კანონი.
გენეტიკოსმა შეაგროვა მრავალი ექსპერიმენტული მონაცემი თანმიმდევრულ მეცნიერულ თეორიაში. ის ასახავს ექსპერიმენტების შედეგებს, კერძოდ: დადასტურდა, რომ გენები ქრომოსომაში მდებარეობენ მძივებივით, წრფივად ერთმანეთის მიყოლებით. მორგანის კანონის წყალობით, ბიოლოგიამ მიიღო მტკიცებულება, რომ ყოველი არაჰომოლოგური ქრომოსომა შეიცავს თავის უნიკალურ მემკვიდრეობით შემადგენლობას. გარდა ამისა, მეცნიერის აზრი, რომმეზობელ ლოკებში მდებარე რამდენიმე გენი მემკვიდრეობით მიიღება ერთად და ასეთი კომპლექსების რაოდენობა ტოლია ქრომოსომების ჰაპლოიდური ნაკრების. ამრიგად, ადამიანის კარიოტიპში არის 23 გენის დამაკავშირებელი ჯგუფი.
მორგანის კანონის აღმოჩენის ამბავი
ბიოლოგიამ იცის მრავალი მაგალითი იმისა, თუ როგორ განსაზღვრა მომავალში ექსპერიმენტებისთვის სწორად შერჩეულმა ცოცხალმა ობიექტმა სამეცნიერო კვლევის წარმატებულ კურსს. მენდელის მსგავსად, მორგანმაც ათასობით ექსპერიმენტი ჩაატარა თავის ლაბორატორიაში. თუმცა, მათთვის მან აირჩია არა მცენარე, რომელიც შეიცავს ასობით გენს მის ნაყარ კარიოტიპში, არამედ მწერი - ხილის ბუზ Drosophila.
მისი ქრომოსომების მხოლოდ ოთხი წყვილი იყო შესანიშნავად ხილული მიკროსკოპის ქვეშ და მათი მარტივი გენის შემადგენლობის შესწავლა და შესწავლა ადვილი იყო. ამერიკელი გენეტიკოსის ექსპერიმენტები ეფუძნება დროზოფილას მშობელი ორგანიზმების შეჯვარებას, რომლებიც ერთმანეთისგან განსხვავდებოდნენ სხეულის ფერითა და ფრთების ფორმით. შედეგად მიღებული ყველა შთამომავალი შემდგომში გადაკვეთეს მხოლოდ ბუზებს, რომლებსაც ჰქონდათ შავი ფერი და მოკლე, განუვითარებელი ფრთები, ანუ ჩატარდა საანალიზო ჯვარი. რა შედეგები მოჰყვა? ისინი არ დაემთხვა არცერთ ცნობილ გენეტიკურ პოსტულატს, რადგან ზოგიერთი ბუზი შთამომავლობაში გამოჩნდა თვისებების კომბინაციით: ნაცრისფერი მუცელი - განუვითარებელი ფრთები და შავი სხეული - ნორმალური ფრთები. მეცნიერმა ვარაუდობს, რომ დნმ-ის სექციები, რომლებიც აკონტროლებენ ფრთების ფერისა და ფორმის ნიშნებს, მდებარეობს ამ სახეობის მწერებში - ისინი დაკავშირებულია იმავე ქრომოსომაში. ეს იდეა შემდგომში გამოითქვა მორგანის კანონში.
გადაკვეთა
მეიოზის პირველი გაყოფის პროფაზაში შეიმჩნევა უჩვეულო სურათი: დის ქრომოსომების შიდა ქრომატიდები ცვლიან ლოკებს - მონაკვეთებს ერთმანეთთან. რაც უფრო ახლოს არის გენები, მით ნაკლებია გაცვლა - გადაკვეთა. ამიტომ, მორგანის კანონის ერთ-ერთ დებულებაში ნათქვამია, რომ გენებს შორის გაცვლის სიხშირე უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილისა, რომელიც იზომება მორგანიდებში. გადაკვეთა ხსნის ისეთ მნიშვნელოვან მოვლენას, როგორიცაა მემკვიდრეობითი ცვალებადობა. მართლაც, რომელიმე მშობლის წყვილის შთამომავლობა არ ჰგავს კლონს, რომელიც სრულად აკოპირებს მამის ან დედის მახასიათებლებს. მას აქვს თავისი უნიკალური თვისებები, რომლებიც განსაზღვრავს მის ინდივიდუალობას.
თომას მორგანის ნაწარმოებების მნიშვნელობა
მორგანის კანონის ფორმულირება, რომელიც მოიცავს ჩვენ მიერ განხილულ ძირითად პოსტულატებს, ფართოდ გამოიყენება თეორიულ გენეტიკაში. მასზეა დაფუძნებული ყველა სანაშენე სამუშაო. ახლა შეუძლებელია ცხოველური ან მცენარის ჯიშის ახალი ჯიშის განვითარება მათი მოსალოდნელი სასარგებლო თვისებების ან თვისებების შესაძლო კომბინაციების წინასწარ პროგნოზირების გარეშე.
ორგანიზმების ქრომოსომული რუქების შექმნა, მემკვიდრეობითობის თეორიის დებულებების გათვალისწინებით, ეხმარება სამედიცინო გენეტიკის სფეროში მომუშავე ექიმებს წინასწარ გამოავლინონ დეფექტური გენები და მაღალი სიზუსტით გამოთვალონ პათოლოგიების რისკი არ დაბადებულ ბავშვში..
