Sõltumata bioloogilise objekti ehituse keerukusest, olgu selleks bakter, vetikad, selgrootu loom või inimene, on iga organismi kõigi märkide koguarv palju suurem kui selle kromosoomide koostis. Alates 20. sajandi keskpaigast on teaduses teada, et sellised taime, looma või mikroorganismi omadused nagu keha värvus ja kuju, jäsemete suurus, ainevahetuse tunnused on kodeeritud kromosoomipiirkondadesse – geenidesse. Mitu geeni on igal kromosoomil, millises järjestuses nad selles asuvad, kuidas päritakse? Nendele põhimõtteliselt olulistele küsimustele vastas Morgani seadus, mida me oma artiklis uurime.
Miks mõned tunnused koos päranduvad?
Vaatlusgeeniteadlased, kes kasutasid oma uurimistöös Mendeli 19. sajandil avastatud klassikalisi mustreid, seisid silmitsi lahendamatute probleemidega. Seega ei suutnud teadlased tunnuste iseseisva pärimise seadust rakendades selgitada asjaolu, et taimel on lõvikurgu tumepunane korolla värvus kaasneb peaaegu alati varre tumerohelise värviga. Looduses on selle häbememokaliste sugukonda kuuluva taime varre bordoopunane korolla ja salativärv äärmiselt haruldane.
Sellele nähtusele aitas õiget seletust saada Ameerika geneetiku Morgani seostumisseadus, kes tegi läbimurde geenide pärimise mehhanismide mõistmisel.
Piilikkuse kromosoomiteooria
Pärast seda, kui enamik teadlasi tunnistas Mendeli mustrite rakendamise suhtelist olemust, tekkis küsimus, kuidas seletada kahe või enama vanematelt saadud tunnuse samaaegse pärimise fakti. Thomas Gent Morgan pakkus välja idee pärilike kalduvuste lineaarsest paigutusest kromosoomis. Ta tõestas, et meioosi protsessis külgnevad DNA segmendid lähevad koos samasse sugurakku ega lahkne erinevatesse sugurakkudesse. Teadlane nimetas seda nähtust geenisidemeks ja Morgani seadust on sellest ajast alates nimetatud seotud pärimise seaduseks.
Geneetik ühendas arvukad kogutud eksperimentaalsed andmed sidusaks teaduslikuks teooriaks. See peegeldab katsete tulemusi, nimelt: tõestati, et geenid paiknevad kromosoomis nagu helmed, lineaarselt üksteise järel. Tänu Morgani seadusele on bioloogia saanud tõendeid selle kohta, et iga mittehomoloogne kromosoom sisaldab oma ainulaadset pärilikku koostist. Lisaks teadlase idee, etmitmed naaberlookuses asuvad geenid päranduvad koos ja selliste komplekside arv võrdub kromosoomide haploidse komplektiga. Seega on inimese karüotüübis 23 geenide aheldusrühma.
Morgani seaduse avastamise lugu
Bioloogia teab palju näiteid selle kohta, kuidas õigesti valitud elusobjekt tulevikus katseteks määras täielikult teadusliku uurimistöö eduka kulgemise. Nagu Mendel, viis Morgan oma laboris läbi tuhandeid katseid. Nende jaoks ei valinud ta aga taime, mille kogukas karüotüübis on sadu geene, vaid putuka – äädikakärbse Drosophila.
Vaid neli paari tema kromosoome olid mikroskoobi all suurepäraselt nähtavad ning nende lihtsat geenikoostist oli lihtne uurida ja uurida. Ameerika geneetiku katsed põhinevad Drosophila vanemorganismide ristumisel, mis erinesid üksteisest kehavärvi ja tiivakuju poolest. Kõik saadud järglased ristati seejärel ainult musta värvi ja lühikeste vähearenenud tiibadega kärbestega, st viidi läbi analüüsiv rist. Millised olid tulemused? Need ei langenud kokku ühegi teadaoleva geneetilise postulaadiga, kuna mõned kärbsed ilmusid järglastele tunnuste kombinatsioonidega: hall kõht - vähearenenud tiivad ja must keha - normaalsed tiivad. Teadlane pakkus, et DNA lõigud, mis kontrollivad tiibade värvi ja kuju märke, asuvad selle liigi putukatel läheduses - need on seotud samas kromosoomis. Seda mõtet väljendati veelgi Morgani seaduses.
Ülesõit
Meioosi esimese jagunemise profaasis võib täheldada ebatavalist pilti: õdekromosoomide sisemised kromatiidid vahetavad üksteisega lookusi – lõike. Mida lähemal geenid paiknevad, seda vähem toimub vahetust – ülesõitu. Seetõttu ütleb üks Morgani seaduse sätetest, et geenidevahelise vahetuse sagedus on pöördvõrdeline nendevahelise kaugusega, mõõdetuna morganiidides. Üleminek selgitab sellist olulist nähtust nagu pärilik varieeruvus. Tõepoolest, ühegi vanemapaari järglane ei näe välja nagu kloon, mis kopeerib täielikult isa või ema omadusi. Sellel on oma ainulaadsed omadused, mis määravad selle individuaalsuse.
Thomas Morgani teoste tähendus
Teoreetilises geneetikas kasutatakse laialdaselt Morgani seaduse sõnastust, mis sisaldab meie poolt käsitletud põhipostulaate. Kogu aretustöö põhineb sellel. Nüüd on võimatu välja töötada uut looma- või taimesorti, ilma et oleks ette ennustatud nende eeldatavate kasulike tunnuste või omaduste võimalikke kombinatsioone.
Organismide kromosomaalsete kaartide koostamine, võttes arvesse pärilikkuse teooria sätteid, aitab meditsiinigeneetika valdkonnas töötavatel arstidel eelnev alt tuvastada defektsed geenid ja arvutada suure täpsusega sündimata lapse patoloogiate riske.
