Biologia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Biologia > Genetyka > Historia odkryć genów i genetyka klasyczna 
  Indeks
Genetyka
Historia odkryć genów
i genetyka klasyczna

Badania nad . . .
Komórka . . .
Chromosomy
Prawa G.Mendla
Prace T.H. Morgana
Związek genów i . . .
Geny jako . . .
Podstawy genetyki
Genetyka molekularna
Geny i ewolucja
Świat wirusów i . . .
Inżynieria genetyczna
Słowniczek
  Źródło
Wybrane fragmenty pochodzą z książki
Język genów autorstwa Paul'a Berg'a i Maxine Singer


  Prace T.H.Morgana
 
Geny i chromosomy
 
M
iędzy zachowaniem chromosomów podczas mejozy i zapłodnienia a czysto abstrakcyjnymi koncepcjami Mendla zachodzi uderzające podobieństwo. W trakcie mejozy pary chromosomów homologicznych rozdzielają się pomiędzy potomne komórki rozrodcze. Zapłodnienie prowadzi do ustanowienia nowych par chromosomów. Podobnie w koncepcji Mendla: elementy par alleli są rozdzielane (segregowane) do poszczególnych komórek rozrodczych, co sprawia, że po zapłodnieniu pojawiają się nowe pary alleli.
       Założono – co może dziś wydawać się oczywiste, kilkadziesiąt lat temu jednak wcale takie nie było – że każdy allel z danej pary znajduje się na jednym z dwóch chromosomów homologicznych. Koncepcję taką przedstawił na początku XX wieku T. H. Morgan i jego współpracownicy z Uniwersytetu Columbia. Pomysł tej fundamentalnej zależności pojawił się dzięki użyciu jako obiektu doświadczalnego muszki owocowej. Muszki rozmnażają się szybko, czas generacji (od narodzin do wydania potomstwa) wynosi około dwóch tygodni. Każda samica składa blisko 1000 jaj, liczba potomstwa po każdej krzyżówce jest więc ogromna. Ponieważ eksperymenty z krzyżowaniem muszek można powtarzać wielokrotnie, analiza genetyczna jest wygodna, stosunkowo szybka i dokładna. Co więcej, dzięki dużej liczbie potomstwa można wykryć mutacje (czyli nagłe pojawienie się nowego allelu), które zachodzą rzadko. Dla porównania, Mendel w swoich badaniach musiał zadowolić się jedną nową generacją rocznie i zaledwie kilkoma osobnikami potomnymi z każdej krzyżówki. Do sukcesu Morgana i jego uczniów przyczynił się również fakt, iż chromosomy muszki owocowej z pewnych komórek można łatwo obserwować już pod mikroskopem świetlnym przy stukrotnym powiększeniu. Po raz pierwszy abstrakcyjną analizę genetyczną połączono wówczas z badaniem rzeczywistej struktury chromosomów.
       Eksperymenty Morgana wykazały, że dziedziczeniu się allelu determinującego biały kolor oczu (muszki zazwyczaj mają oczy czerwone) zawsze towarzyszy dziedziczenie się chromosomu X, nigdy zaś Y. Allel określający biały kolor oczu jest więc położony na chromosomie X. Odkryto również inne allele dla innych cech, leżące na tym chromosomie. Okazało się, że istnieją też inne allele dziedziczone jednocześnie, grupowo, nie mające żadnego związku z tym chromosomem. W kolejnych badaniach stało się jasne, że liczba grup alleli dziedziczonych wspólnie odpowiada liczbie par chromosomów. Wskazywało to, że pojedynczy chromosom zawiera wiele genów.
       Mogłoby się wydawać, że wyniki te są sprzeczne z twierdzeniami Mendla, że allele dla różnych cech segregowane są niezależnie. Na szczęście dla Mendla, badał on allele położone na różnych chromosomach, inaczej nie mógłby zauważyć faktów prowadzących do tak ważkich spostrzeżeń. W rzeczywistości Morgan nie tylko nie zaprzeczył odkryciom Mendla, ale wręcz pogłębił jego wnioski. Allele położone na różnych chromosomach są segregowane niezależnie (co zauważył Mendel), ale jeśli leżą na tym samym chromosomie – dziedziczone są wspólnie.
       Prawie zaraz po powstaniu hipotezy o chromosomach jako o ugrupowaniach genów pojawiały się zaskakujące wyjątki. Rozważmy dla przykładu dwie nie związane ze sobą, hipotetyczne cechy: a i b. Każda z nich ma dwa allele: a1 i a2 oraz b1 i b2. Jeśli a1 i b1 są zlokalizowane na jednym chromosomie, to są wspólnie przekazywane potomstwu. Czasami jednak pojawia się u potomstwa nowe ugrupowanie, na przykład a1 i b2 lub a2 i b1 i jest dziedziczone łącznie w kolejnych pokoleniach.
Chromosomy konika polnego podczas mejozy
       Zaobserwowano, że w trakcie mejozy chromosomy homologiczne pozostają w bezpośrednim kontakcie (co pokazano na rycinie obok w przypadku konika polnego). Homologiczne pary już podwojonych chromosomów połączone są ze sobą w wielu miejscach. Morgan wysunął przypuszczenie, że w tym czasie między chromosomami homologicznymi dochodzi do wymiany fragmentów. W ten sposób tworzą się nowe kombinacje alleli. Proces ten nazwano rekombinacją homologiczną lub z angielska: crossing-over. Na rycinie obok, w prawym górnym rogu, pokazano dwa, oznaczone różnymi kolorami, chromosomy homologiczne. Chromosomy są już podwojone, a ich ramiona leżą wzdłuż siebie dzięki połączeniu w obrębie centromeru. Na diagramie środkowym ramiona jednego z chromosomów krzyżują się z ramionami drugiego. Dolny rysunek ukazuje chromosomy po rekombinacji jednego z ich ramion, gdy się już rozchodzą. W ten sposób powstają nowe kombinacje alleli, dla cech zaznaczonych różnymi figurami geometrycznymi.
       Zjawisko rekombinacji, pomimo kompletnej nieznajomości jego chemicznych podstaw, szybko stało się ważnym narzędziem badań genetycznych. Zaczęto mierzyć częstość rekombinacji (wymiany) między poszczególnymi parami alleli. Udało się ustalić kilka praw: 1. geny są liniowo ułożone na chromosomie, a więc różne allele tego samego genu zajmują zazwyczaj tę samą względną pozycję na tym samym chromosomie; 2. rekombinacja zachodzi między chromosomami homologicznymi; 3. częstość rekombinacji alleli dwóch różnych genów jest proporcjonalna do fizycznej odległości na chromosomie (im dalej od siebie leżą, tym częściej rekombinują). Podążając za tymi koncepcjami, Morgan i jego współpracownicy mogli już ustalić położenie różnych genów wzdłuż chromosomu. W ciągu 1922 roku określili położenie kilkuset genów na czterech chromosomach muszki owocowej. Była to pierwsza udana próba sporządzenia mapy genetycznej żywego organizmu.
góra strony
poprzedni esej następny esej
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach