Хромосомная теория наследственности - положения, сущность и значение опытов Т. Моргана

Начало исследования

Основные исследования начались в конце XIX века. Можно выделить два этапа развития хромосомной теории наследственности:

1. Опыты и первая теория Менделя.
2. Доказательства, полученные Морганом.

Теория наследственности впервые была озвучена в начале XX века. Наибольший вклад в её развитие внесли немецкий эмбриолог Теодор Генрих Бовери и известный американский зоолог-генетик Томас Хант Морган. Именно Морган разработал основные аспекты теории наследственности, автором которой он впоследствии и стал.

Хромосомная теория наследственности началась с выявления генетики пола хромосом, которые обнаружили в конце XIX века. На тот момент еще было мало, что понятно и открытие стало настоящим прорывом в области биологии.

Стоит назвать имена Уолтера Саттона и Теодора Бовери, которые в 1903 году выявили своеобразную закономерность, обнаружив параллель во взаимодействии генов и хромосом. Подобные наблюдения легли в основу гипотезы, касающейся расположения генов непосредственно в хромосомах.

Первые опыты

Спустя несколько лет, предположения У. Саттона и Т. Бовери были экспериментально доказаны Т. Морганом. На базе Колумбийского университета группа ученых провела ряд генетических экспериментов, на основании которых они обосновали линейное расположение генов в хромосомах. Морган установил, что гены, находящиеся на одной хромосоме, наследуются сцепленно и могут нарушаться только за счет пересечения генов, в результате которого происходит обмен участками гомологичных хромосом.

Т.Морган использовал опыт предшественников, который вкупе с собственными экспериментами позволил ему создать прочный фундамент Теории наследственности хромосом. В то время многим исследователям было непонятно, на каких объектах проводил исследования Т. Морган. Достигнутые результаты впечатляли.

В 1909 году ученый провел эксперименты на плодовой мушке Drosophila melanogaster, в результате которых он обнаружил всевозможные мутации, появившиеся после лабораторного разведения мушки. Суть опытов заключалась в том, что ученый-генетик брал мушку, имеющую недоразвитые крылья и черный цвет брюшка, и скрещивал с полностью сформированной дрозофилой, у которой брюшко было совершенно иного окраса. В итоге формировался гибрид с генами-доминантами. В случае дрозофилы получался объект серого цвета с вполне развитыми крыльями.

Позже Морган обнаружил, что подобные результаты имеют место лишь тогда, когда гены соединены друг с другом. На примере мушки — это структурная единица, отвечающая за цвет брюшка и ген, который напрямую влияет на общее развитие крыльев. Именно тогда были сформулированы первые положения, касающиеся сцепления генов. Морган установил, что оно могло быть полным и неполным. В тот момент еще никто не понимал, какова же роль результатов исследований на мушках дрозофилы.

Исследования Моргана продолжались несколько лет и вылились в ряд постулатов, которые он выделил несколько позднее. Ученый окончательно подтвердил первоначальную гипотезу предшественников, согласно которой гены расположены в хромосоме в линейной последовательности по отношению друг к другу. По сути, наибольшая часть положений хромосомной теории основывалась на многолетних опытах Моргана и его коллег, которые они проводили на маленьких насекомых.

В результате многочисленных эмпирических исследований и проведенных анализах, которые за десятки лет кропотливой работы сформировали ряд положений, ученые обобщили и структурировали полученную информацию, связанную с наследственной передачей хромосом.

Ученые подробно проанализировали явления наследования путем сцепления с генетическими картами. Позже кратко были выделены основные положения хромосомной теории.

1. Гены находятся в хромосомах и расположены в строгом линейном порядке.
2. Различные по своей природе хромосомы хранят неодинаковое число генов. Кроме того, набор генов в каждой хромосоме уникален и обладает своими особенностями.
3. Всевозможные формы одного и того же гена занимают одинаковые местоположения в гомологичных хромосомах.
4. Гены в одной хромосоме пребывают и наследуются в сцепленном порядке.
5. Частота пересечений генов соразмерна расстоянию между ними.
6. Сцепление может нарушиться в результате кроссинговера (пересечения).

Значение открытия

В сущности, труды Томаса Моргана оказали колоссальное влияние на развитие генетики. В результате многолетних исследований, открытие Теории хромосомной наследственности можно по праву отдать школе Моргана. Впоследствии сам Морган систематизировал собственные выводы и знания предшественников, поместив их в книгу «Механизм менделевской наследственности». За грандиозный вклад в биологию и медицину знаменитого генетика удостоили Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Хромосомная теория Моргана, открытая им и его соратниками, повлияла на дальнейшее развитие генетики. Благодаря их трудам, ученые знают, что гены являются структурной основой хромосомы. Имея представление о том, как устроены сцепленные единицы, можно понять отклонения в наследовании и в дальнейшем на них воздействовать.