Indipendentemente dalla complessità della struttura di un oggetto biologico, sia esso un batterio, un'alga, un animale invertebrato o una persona, il numero totale di tutti i segni di qualsiasi organismo è molto maggiore della sua composizione cromosomica. Dalla metà del 20 ° secolo, la scienza ha saputo che tali caratteristiche di una pianta, animale o microrganismo come il colore e la forma del corpo, la dimensione degli arti, le caratteristiche del metabolismo, sono codificate nelle regioni cromosomiche: i geni. Quanti geni ha ciascun cromosoma, in quale sequenza si trovano in esso, come vengono ereditati? A queste domande di fondamentale importanza è stata data risposta dalla legge di Morgan, che studieremo nel nostro articolo.
Perché alcuni tratti vengono ereditati insieme?
Gli scienziati genetici osservazionali, utilizzando nella loro ricerca i modelli classici scoperti nel 19° secolo da Mendel, hanno dovuto affrontare problemi intrattabili. Quindi, applicando la legge dell'ereditarietà indipendente dei tratti, i ricercatori non sono stati in grado di spiegare il fatto che la pianta ha un leonegola il colore rosso scuro della corolla si accompagna quasi sempre al colore verde scuro del gambo. In natura la corolla bordeaux e il colore lattuga del fusto di questa pianta della famiglia delle labiaceae sono estremamente rari.
Ottenere una corretta spiegazione di questo fenomeno è stato aiutato dalla legge del collegamento di Morgan, un genetista americano che ha fatto un passo avanti nella comprensione dei meccanismi dell'ereditarietà genica.
Teoria cromosomica dell'ereditarietà
Dopo che la natura relativa dell'applicazione dei modelli mendeliani è stata riconosciuta dalla maggior parte degli scienziati, è sorta la domanda su come spiegare il fatto dell'ereditarietà simultanea nei discendenti di due o più tratti ricevuti dai genitori. Thomas Gent Morgan ha proposto l'idea di una disposizione lineare delle inclinazioni ereditarie nel cromosoma. Ha dimostrato che segmenti di DNA adiacenti nel processo di meiosi passano insieme nello stesso gamete e non divergono in diverse cellule germinali. Lo scienziato ha chiamato questo fenomeno collegamento genico e da allora la legge di Morgan è stata chiamata la legge dell'ereditarietà collegata.
Il genetista ha combinato i numerosi dati sperimentali raccolti in una teoria scientifica coerente. Riflette i risultati degli esperimenti, vale a dire: è stato dimostrato che i geni si trovano nel cromosoma come perline, linearmente uno dopo l' altro. Grazie alla legge di Morgan, la biologia ha ricevuto prove che ogni cromosoma non omologo contiene la propria composizione ereditaria unica. Inoltre, l'idea dello scienziato chediversi geni situati nei loci vicini vengono ereditati insieme e il numero di tali complessi è uguale all'insieme aploide di cromosomi. Quindi, nel cariotipo umano ci sono 23 gruppi di legame genico.
La storia della scoperta della legge di Morgan
La biologia conosce molti esempi di come un oggetto vivente opportunamente selezionato per esperimenti futuri abbia determinato completamente il corso di successo della ricerca scientifica. Come Mendel, Morgan ha condotto migliaia di esperimenti nel suo laboratorio. Tuttavia, per loro, ha scelto non una pianta che contiene centinaia di geni nel suo ingombrante cariotipo, ma un insetto - un moscerino della frutta Drosophila.
Solo quattro paia dei suoi cromosomi erano perfettamente visibili al microscopio e la loro semplice composizione genetica era facile da studiare e studiare. Gli esperimenti del genetista americano si basano sull'incrocio di organismi genitori di Drosophila, che differivano tra loro per colore del corpo e forma delle ali. Tutti i discendenti risultanti sono stati successivamente incrociati solo con mosche che avevano un colore nero e ali corte e sottosviluppate, cioè è stato eseguito un incrocio di analisi. Quali sono stati i risultati? Non coincidevano con nessuno dei postulati genetici conosciuti, poiché alcune mosche sono apparse nella prole con combinazioni di tratti: un addome grigio - ali sottosviluppate e un corpo nero - ali normali. Lo scienziato ha suggerito che le sezioni del DNA che controllano i segni del colore e della forma delle ali si trovano nelle vicinanze degli insetti di questa specie: sono collegate nello stesso cromosoma. Questa idea è stata ulteriormente espressa nella legge di Morgan.
Crossing Over
Nella profase della prima divisione della meiosi, si può osservare un quadro insolito: i cromatidi interni dei cromosomi fratelli si scambiano loci - sezioni tra loro. Più vicini si trovano i geni, meno scambio - crossing over - si verifica. Pertanto, una delle disposizioni della legge di Morgan dice che la frequenza di scambio tra i geni è inversamente proporzionale alla distanza tra loro, misurata in morganidi. Il crossing over spiega un fenomeno così importante come la variabilità ereditaria. In effetti, la prole di una coppia di genitori non sembra un clone che copia completamente le caratteristiche del padre o della madre. Ha le sue proprietà uniche che determinano la sua individualità.
Il significato delle opere di Thomas Morgan
La formulazione della legge di Morgan, che include i postulati di base che abbiamo considerato, è ampiamente utilizzata nella genetica teorica. Tutto il lavoro di allevamento si basa su di esso. Ora è impossibile sviluppare una nuova razza di varietà animale o vegetale senza prevedere in anticipo le possibili combinazioni dei loro tratti o proprietà utili attesi.
La creazione di mappe cromosomiche degli organismi, tenendo conto delle disposizioni della teoria dell'ereditarietà, aiuta i medici che lavorano nel campo della genetica medica a identificare in anticipo i geni difettosi e calcolare i rischi di patologie in un nascituro con elevata precisione.
