Бактерия, балдыр, омыртқасыз жануар немесе адам болсын, биологиялық объект құрылысының күрделілігіне қарамастан, кез келген ағзаның барлық белгілерінің жалпы саны оның хромосомалық құрамынан әлдеқайда көп. 20 ғасырдың ортасынан бастап ғылымда өсімдіктің, жануардың немесе микроорганизмнің денесінің түсі мен пішіні, аяқ-қолдардың мөлшері, зат алмасу ерекшеліктері сияқты белгілері хромосома аймақтарында – гендерде кодталатыны белгілі болды. Әрбір хромосоманың қанша гені бар, олар онда қандай реттілікпен орналасады, олар қалай тұқым қуалайды? Бұл түбегейлі маңызды сұрақтарға Морган заңы жауап берді, біз оны мақалада қарастырамыз.
Неге кейбір белгілер бірге тұқым қуалайды?
Бақылаушы-генетик ғалымдар 19 ғасырда Мендель ашқан классикалық заңдылықтарды өз зерттеулерінде пайдалана отырып, шешілмейтін мәселелерге тап болды. Сонымен, белгілердің тәуелсіз тұқым қуалау заңын қолдана отырып, зерттеушілер өсімдікте арыстанның бар екенін түсіндіре алмады. Тамақ гүл шоғырының қою қызыл түсі әрқашан дерлік сабақтың қою жасыл түсімен бірге жүреді. Табиғатта labiaceae тұқымдасына жататын бұл өсімдіктің сабағының бургундия гүлшоғыры мен салат түсі өте сирек кездеседі.
Бұл құбылыстың дұрыс түсіндірмесін алуға гендердің тұқым қуалау механизмдерін түсінуде серпіліс жасаған американдық генетик Морганның байланыс заңы көмектесті.
Тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясы
Мендельдік заңдылықтарды қолданудың салыстырмалы сипатын ғалымдардың көпшілігі мойындағаннан кейін ата-анадан алынған екі немесе одан да көп белгілердің ұрпақтарында бір мезгілде тұқым қуалау фактісін қалай түсіндіруге болады деген сұрақ туындады. Томас Гент Морган хромосомадағы тұқым қуалайтын бейімділіктердің сызықтық орналасуы идеясын ұсынды. Ол мейоз процесінде іргелес ДНҚ сегменттері бір гаметаға бірге өтіп, әртүрлі жыныс жасушаларына ажырамайтынын дәлелдеді. Ғалым бұл құбылысты гендік байланыс деп атады, ал Морган заңы содан бері байланысты тұқым қуалау заңы деп аталды.
Генетик жиналған көптеген эксперименттік деректерді біртұтас ғылыми теорияға біріктірді. Ол эксперименттердің нәтижелерін көрсетеді, атап айтқанда: гендердің хромосомада моншақ тәрізді, бірінен соң бірі сызықты түрде орналасқаны дәлелденді. Морган заңының арқасында биология әрбір гомологтық емес хромосоманың өзіне тән тұқым қуалайтын құрамы бар екендігі туралы дәлелдер алды. Сонымен қатар, ғалымның бұл пікірікөршілес локустарда орналасқан бірнеше гендер бірге тұқым қуалайды және мұндай кешендердің саны хромосомалардың гаплоидтық жиынтығына тең. Сонымен, адамның кариотипінде 23 гендік байланыс тобы бар.
Морган заңының ашылу тарихы
Биология тәжірибелер үшін дұрыс таңдалған тірі нысанның болашақта ғылыми зерттеулердің сәтті бағытын қалай толық анықтайтынының көптеген мысалдарын біледі. Мендель сияқты Морган да өз зертханасында мыңдаған тәжірибелер жүргізді. Алайда олар үшін ол үлкен кариотипінде жүздеген гендер бар өсімдікті емес, жәндік – жеміс шыбыны Дрозофила таңдады.
Оның хромосомаларының тек төрт жұбы микроскоп астында тамаша көрінетін және олардың қарапайым гендік құрамын зерттеу және зерттеу оңай болды. Америкалық генетиктің тәжірибелері бір-бірінен дене түсі мен қанатының пішіні бойынша ерекшеленетін дрозофиланың ата-аналық ағзаларының қиылысуына негізделген. Барлық алынған ұрпақтар кейіннен қара түсті және қысқа, дамымаған қанаттары бар шыбындармен ғана кесілді, яғни талдау крест жүргізілді. Нәтижелері қандай болды? Олар белгілі генетикалық постулаттардың ешқайсысымен сәйкес келмеді, өйткені кейбір шыбындар ұрпақтарда белгілердің тіркесімімен пайда болды: сұр іш - қанаттары дамымаған және қара дене - қалыпты қанаттар. Ғалым қанаттардың түсі мен пішінінің белгілерін бақылайтын ДНҚ бөлімдері осы түрдің жәндіктерінде жақын орналасқан - олар бір хромосомада байланысқан деп ұсынды. Бұл идея одан әрі Морган заңында көрсетілген.
Кроссовка
Мейоздың бірінші бөлінуінің профазасында әдеттен тыс суретті байқауға болады: бауырлас хромосомалардың ішкі хроматидтері бір-бірімен локус – бөлімдер алмасады. Гендер неғұрлым жақын орналасса, соғұрлым аз алмасу – кроссинг-овер жүреді. Сондықтан Морган заңының бір ережесінде гендер арасындағы алмасу жиілігі морганидтермен өлшенетін олардың арасындағы қашықтыққа кері пропорционалды екендігі айтылады. Кроссинг-овер тұқым қуалайтын өзгергіштік сияқты маңызды құбылысты түсіндіреді. Шынында да, кез келген ата-аналық жұптың ұрпақтары әкесінің немесе анасының сипаттамаларын толығымен көшіретін клонға ұқсамайды. Оның даралығын анықтайтын өзінің бірегей қасиеттері бар.
Томас Морган шығармаларының мәні
Біз қарастырған негізгі постулаттарды қамтитын Морган заңының тұжырымы теориялық генетикада кеңінен қолданылады. Барлық асылдандыру жұмыстары соған негізделген. Енді жануарлардың немесе өсімдік сорттарының жаңа тұқымын олардың күтілетін пайдалы қасиеттерінің немесе қасиеттерінің ықтимал комбинацияларын алдын ала болжаусыз жасау мүмкін емес.
Тұқым қуалаушылық теориясының ережелерін ескере отырып, ағзалардың хромосомалық картасын жасау медициналық генетика саласында жұмыс істейтін дәрігерлерге ақаулы гендерді алдын ала анықтауға және туылмаған нәрестедегі патологиялардың қаупін жоғары дәлдікпен есептеуге көмектеседі.
