جوهر نظرية مورغان للكروموسوم. نظرية كروموسوم مورغان: التعريف والأحكام والميزات الرئيسية

لماذا يشبه الأطفال والديهم؟ لماذا بعض الأمراض شائعة في بعض العائلات ، مثل عمى الألوان ، تعدد الأصابع ، فرط حركة المفاصل ، التليف الكيسي؟ لماذا يوجد عدد من الأمراض التي تعاني منها النساء فقط ، وأمراض أخرى - الرجال فقط؟ اليوم ، نعلم جميعًا أنه يجب البحث عن إجابات لهذه الأسئلة في الوراثة ، أي الكروموسومات التي يتلقاها الطفل من كل والد. وهذه المعرفة العلم الحديثمدين لتوماس هانت مورغان ، عالم الوراثة الأمريكي. وصف عملية نقل المعلومات الجينية وطور ، مع زملائه ، نظرية الكروموسوم في الوراثة (يطلق عليها غالبًا نظرية مورغان كروموسوم) ، والتي أصبحت حجر الزاوية في علم الوراثة الحديث.

تاريخ الاكتشاف

سيكون من الخطأ القول إن توماس مورغان كان أول من أصبح مهتمًا بمسألة نقل المعلومات الجينية. يمكن اعتبار الباحثين الأوائل الذين حاولوا فهم دور الكروموسومات في الوراثة من أعمال تشيستياكوف وبنيدين ورابل في السبعينيات والثمانينيات من القرن التاسع عشر.

ثم لم يكن هناك مجاهر من القوة بحيث يمكن للمرء أن يرى هياكل الكروموسومات. ومصطلح "الكروموسوم" نفسه لم يكن موجودًا في ذلك الوقت أيضًا. تم تقديمه من قبل العالم الألماني هاينريش فالدير في عام 1888.

نتيجة لتجاربه ، أثبت عالم الأحياء الألماني ثيودور بوفيري أنه من أجل التطور الطبيعي للكائن الحي ، فإنه يحتاج إلى عدد طبيعي من الكروموسومات لأنواعه ، ويؤدي فائضها أو نقصها إلى تشوهات خطيرة. مع مرور الوقت ، تم تأكيد نظريته ببراعة. يمكننا القول أن نظرية كروموسوم T. Morgan حصلت على نقطة البداية بفضل بحث Boveri.

بداية البحث

تمكن توماس مورغان من تعميم المعرفة الموجودة حول نظرية الوراثة وتكميلها وتطويرها. ككائن لتجاربه ، اختار ذبابة الفاكهة ، وليس عن طريق الصدفة. لقد كان هدفًا مثاليًا للبحث في نقل المعلومات الجينية - فقط أربعة كروموسومات ، والخصوبة ، وقصر العمر المتوقع. بدأ مورغان في إجراء البحوث باستخدام خطوط نظيفة من الذباب. سرعان ما اكتشف أن هناك مجموعة واحدة من الكروموسومات في الخلايا الجرثومية ، أي 2 بدلاً من 4. وكان مورغان هو الذي حدد كروموسوم الجنس الأنثوي على أنه X ، والذكر على أنه Y.

الميراث المرتبط بالجنس

نظرية الكروموسوماتأظهر Morgana أن هناك سمات معينة مرتبطة بالجنس. الذبابة التي أجرى بها العالم تجاربه عادة ما تكون ذات عيون حمراء ، ولكن نتيجة لطفرة في هذا الجين ، ظهر الأفراد ذوو العيون البيضاء في السكان ، وكان بينهم عدد أكبر بكثير من الذكور. يتم تحديد الجين المسؤول عن لون عيون الذبابة على كروموسوم X ، وليس على كروموسوم Y. أي عندما يتم عبور الأنثى ، على كروموسوم X واحد فيه جين متحور ، و ذكر أبيض العينين ، فإن احتمال وجود هذه الصفة في النسل يرتبط بالجنس. أسهل طريقة لإظهار ذلك هي الرسم التخطيطي:

• P: XX "XX" Y ؛
• F 1: XX "، XY ، X" X "، X" Y.

X - الكروموسوم الجنسي للأنثى أو الذكر بدون جين العيون البيضاء ؛ X "هو كروموسوم له جين خاص بالعيون البيضاء.

لنفك شفرة نتائج العبور:

• XX "- أنثى ذات عيون حمراء ، حاملة للجين للعيون السابقة. نظرًا لوجود كروموسوم X الثاني ، فإن هذا الجين المتحور" يتداخل "مع جين سليم ، ولا تظهر السمة في النمط الظاهري.
• X "Y - ذكر أبيض العينين حصل على كروموسوم X مع جين متحور من والدته. نظرًا لوجود كروموسوم X واحد فقط ، لا يوجد شيء يغطي السمة الطافرة ، ويظهر في النمط الظاهري.
• X "X" - أنثى بيضاء العينين ورثت الكروموسوم معها الجين الطافرمن الأم والأب. في الأنثى ، فقط إذا كان كلا الكروموسومات X يحملان الجين الخاص بالعيون البيضاء ، فسوف يظهر ذلك في النمط الظاهري.

أوضح توماس مورغان آلية وراثة الكثيرين أمراض وراثية. نظرًا لوجود العديد من الجينات على الكروموسوم X أكثر من الكروموسوم Y ، فمن الواضح أنه مسؤول عن معظم خصائص الكائن الحي. ينتقل كروموسوم X من الأم إلى الأبناء والبنات جنبًا إلى جنب مع الجينات المسؤولة عن خصائص الجسم ، علامات خارجية، الأمراض. إلى جانب الميراث المرتبط بـ X ، هناك ميراث مرتبط بـ Y. لكن الذكور فقط لديهم كروموسوم Y ، لذلك إذا حدثت أي طفرة فيه ، فلا يمكن نقله إلا إلى سليل ذكر.

ساعدت نظرية مورغان للكروموسومات في الوراثة على فهم أنماط انتقال الأمراض الوراثية ، لكن الصعوبات المرتبطة بعلاجها لم يتم حلها بعد.

تقفز فوق. أو تجاوزت

في سياق البحث ، اكتشف طالب توماس مورغان ، ألفريد ستورتيفانت ، ظاهرة العبور. كما أظهرت تجارب أخرى ، بفضل العبور ، تظهر مجموعات جديدة من الجينات. يكسر عملية الوراثة المرتبطة.

وهكذا ، تلقت نظرية كروموسوم T. Morgan موقعًا مهمًا آخر - يحدث العبور بين ، ويتم تحديد تواترها من خلال المسافة بين الجينات.

أحكام أساسية

لتنظيم نتائج تجارب العالم ، نقدم الأحكام الرئيسية لنظرية مورغان للكروموسوم:

1. تعتمد علامات الكائن الحي على الجينات الموجودة في الكروموسومات.
2. تنتقل الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم إلى النسل. تكون قوة هذا الارتباط أكبر ، فكلما قلت المسافة بين الجينات.
3. في الكروموسومات المتجانسة ، يتم ملاحظة ظاهرة العبور.
4. بمعرفة وتيرة العبور فوق كروموسوم معين ، من الممكن حساب المسافة بين الجينات.

يُطلق على الموضع الثاني لنظرية الكروموسوم لمورغان أيضًا قاعدة مورغان.

اعتراف

تم تلقي نتائج البحث ببراعة. كانت نظرية مورغان للكروموسوم بمثابة اختراق في علم الأحياء في القرن العشرين. في عام 1933 ، لاكتشاف دور الكروموسومات في الوراثة ، حصل العالم على جائزة نوبل.

بعد بضع سنوات ، حصل توماس مورغان على ميدالية كوبلي لإنجازاته البارزة في مجال علم الوراثة.

الآن تجري دراسة نظرية مورغان للكروموسوم عن الوراثة في المدارس. كانت موضوع العديد من المقالات والكتب.

أمثلة على الميراث المرتبط بالجنس

أظهرت نظرية كروموسوم مورجان أن خصائص الكائن الحي تحددها الجينات الموجودة فيه. أجابت النتائج الأساسية التي تلقاها توماس مورغان عن مسألة انتقال الأمراض مثل الهيموفيليا ومتلازمة لوي وعمى الألوان ومرض بروتون.

اتضح أن الجينات الخاصة بكل هذه الأمراض توجد في الكروموسوم X ، وتظهر هذه الأمراض عند النساء بشكل أقل كثيرًا ، لأن الكروموسوم السليم يمكن أن يتداخل مع الكروموسوم مع جين المرض. النساء ، اللائي لا يعرفن ذلك ، يمكن أن يحملن أمراضًا وراثية ، والتي تظهر بعد ذلك في الأطفال.

عند الرجال ، تظهر الأمراض المرتبطة بالكروموسوم X أو السمات المظهرية بسبب عدم وجود كروموسوم X صحي.

تستخدم نظرية كروموسوم T. Morgan للوراثة في تحليل تاريخ العائلة للأمراض الوراثية.

وضع عمل مورغان أسس نظرية الكروموسوم للوراثة ، حيث أظهروا أن القيود في التوليفات الحرة لبعض الجينات ترجع إلى موقع هذه الجينات على نفس الكروموسوم وارتباطهم المادي.

وجد مورغان أن ارتباط الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم ليس مطلقًا. أثناء الانقسام الاختزالي ، يمكن لكروموسومات أحد الزوجين تبادل المناطق المتجانسة مع بعضها البعض من خلال عملية تسمى العبور. كلما كانت الجينات بعيدة عن بعضها البعض على الكروموسوم ، كلما تم فصلها عن طريق العبور. بناءً على هذه الظاهرة ، تم اقتراح مقياس لقوة ارتباط الجينات - نسبة العبور - وتم إنشاء الخرائط الجينية الأولى للكروموسومات لأنواع مختلفة من ذبابة الفاكهة.

تم اختيار ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة كموضوع للتحليل الجيني ، ودرس مورغان وراثة الصفات المختلفة فيها.

بعد أن عبرت أنثى متماثلة الزيجوت بجسم رمادي وأجنحة طويلة (دومينو) ، مع ذكر متماثل الزيجوت أسود الجناح قصير الأجنحة ، في F1 - رتابة (جسم رمادي ، أجنحة طويلة)

اتضح أن النتائج ستكون مختلفة حسب جنس الهجين.

إذا كان الذكر مهجنًا ، فقد تم الحصول على صنفين ظاهريين في النسل ، مما يكرر تمامًا خصائص الوالدين.

إذا كانت الأنثى هجينة ، فسيتم الحصول على 4 فئات نمطية من قبل سليل بنسب غير متساوية. معظم الأبناء (83٪) هم من نسل لهم سمات أبوية ، والجزء الأصغر (17٪) هم أفراد لديهم مجموعات جديدة من السمات.

خلص مورجان إلى أن الارتباط قد يكون غير مكتمل ، حيث يتم قطع مجموعة الربط بالعبور.

يتم تفسير النسبة غير العادية في الأحفاد من خلال حقيقة أن العبور لا يحدث دائمًا ، ويعتمد تكرار العبور على المسافة بين الجينات - فكلما زادت المسافة ، قلت قوة الالتصاق بين الجينات ، وكلما زاد التقاطع زيادة.

تسمى الجاميطات التي تحتوي على الكروموسومات التي لم يتم عبورها باسم non-crossover.

إذا كانت الكروموسومات التي خضعت للعبور في الأمشاج تكون متقاطعة.

6. الأحكام الأساسية لنظرية الكروموسوم في الوراثة

1. توجد الجينات خطيًا في الكروموسومات في مناطق معينة - المواقع. تحتل الجينات الأليلية نفس مواقع الكروموسومات المتجانسة.

2. تشكل الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم مجموعة ربط ويتم توريثها معًا أو مرتبطة. عدد مجموعات الارتباط = عدد الكروموسومات في المجموعة الفردية.

3. يمكن أن يؤدي العبور بين الكروموسومات المتجانسة إلى كسر الارتباط

4. عملية العبور تتناسب طرديا مع المسافة بين الجينات.

1٪ عبور = 1 سنتيمورجانيدي

7. مفهوم الوراثة السيتوبلازمية

إن وجود كمية معينة من المادة الوراثية في السيتوبلازم في شكل جزيئات DNA دائرية للميتوكوندريا والبلاستيدات ، بالإضافة إلى العناصر الوراثية الأخرى خارج النواة ، يعطي سببًا للتركيز بشكل خاص على مشاركتها في تكوين النمط الظاهري في عملية التنمية الفردية.

لا تخضع الجينات السيتوبلازمية لأنماط الوراثة المندلية ، والتي يتم تحديدها من خلال سلوك الكروموسومات أثناء الانقسام والانقسام الاختزالي والتخصيب. نظرًا لحقيقة أن الكائن الحي الذي تشكل نتيجة الإخصاب يتلقى هياكل حشوية بشكل أساسي مع البويضة ، فإن الميراث السيتوبلازمي للسمات يحدث من خلال خط الأم. كورينز وصف هذا النوع من الميراث لأول مرة في عام 1908 فيما يتعلق بسمات الأوراق المتنوعة في بعض النباتات.

تشكيل نظرية الكروموسوم في 1902-1903. كشف عالم الخلايا الأمريكي دبليو سيتون وعالم الخلايا الألماني وعالم الأجنة T. Beauveri بشكل مستقل عن التوازي في سلوك الجينات والكروموسومات أثناء تكوين الأمشاج والتخصيب. شكلت هذه الملاحظات الأساس لافتراض أن الجينات تقع على الكروموسومات. ومع ذلك ، لم يتم الحصول على دليل تجريبي على توطين جينات معينة في كروموسومات محددة إلا في عام 1910 من قبل عالم الوراثة الأمريكي T. Morgan ، الذي أثبت في السنوات اللاحقة (1911-1926) نظرية الكروموسوم للوراثة. وفقًا لهذه النظرية ، يرتبط نقل المعلومات الوراثية بالكروموسومات ، حيث يتم توطين الجينات خطيًا ، في تسلسل معين.وبالتالي ، فإن الكروموسومات هي الأساس المادي للوراثة.

تم تسهيل تكوين نظرية الكروموسوم من خلال البيانات التي تم الحصول عليها في دراسة جينات الجنس ، عندما تم تحديد الاختلافات في مجموعة الكروموسومات في الكائنات الحية من الجنسين.

يحدث العبور في الطور الأول من الانقسام الاختزالي أثناء اقتران الكروموسومات المتجانسة (الشكل 3.10). في هذا الوقت ، يمكن لأجزاء من اثنين من الكروموسومات العبور وتبادل أجزائها. نتيجة لذلك ، تظهر كروموسومات جديدة نوعياً تحتوي على أقسام (جينات) من كل من كروموسومات الأم والأب. فرادىالتي يتم الحصول عليها من هذه الأمشاج مع مزيج جديد من الأليلات ، تسمى العبور أو المؤتلف.

يتناسب تواتر (النسبة المئوية) للتقاطع بين جينين موجودين على نفس الكروموسوم مع المسافة بينهما. يحدث العبور بين اثنين من الجينات بشكل أقل تواترا كلما اقتربوا من بعضهما البعض. مع زيادة المسافة بين الجينات ، تزداد احتمالية أن يؤدي العبور إلى فصلهما على كروموسومين متماثلين مختلفين أكثر فأكثر.

تميز المسافة بين الجينات قوة ارتباطها. هناك جينات ذات نسبة عالية من الارتباط وتلك التي لا يتم اكتشاف الارتباط فيها تقريبًا. ومع ذلك ، مع الوراثة المرتبطة ، لا تتجاوز قيمة الانتقال القصوى 50٪. إذا كان أعلى ، فهناك تركيبة مجانية بين أزواج الأليلات ، لا يمكن تمييزها عن الوراثة المستقلة.

أرز. 3.10.مخطط كروس: - عدم وجود كروس 2 - عبور في مرحلة اثنين من الكروموسومات ؛ 3 - العبور في المرحلة الكروماتيدية الأربعة.

لننظر إلى إحدى التجارب الأولى لـ T. Morgan حول دراسة الوراثة المرتبطة. عند عبور ذباب الفاكهة الذي يختلف في زوجين من الصفات المترابطة - الرمادي مع الأجنحة البدائية والأسود مع الأجنحة العادية - الهجينة F1كانت رمادية مع أجنحة عادية (الشكل 3.11).

أرز. 3.11. وراثة الصفات المرتبطة في ذبابة الفاكهة: ارتباط كامل (ذكر ديجيتروسيغرتن ، الذي يفتقر إلى العبور) ؛ ب - اقتران مع العبور (أنثى diheterozygat ، حيث لا يتم قمع العبور) ؛ ب + ، ب - ~ ألوان الجسم الرمادي والأسود ؛ vg + , vg- - الأجنحة العادية والبدائية ، على التوالي.

علاوة على ذلك ، تم إجراء نوعين من تحليل الصلبان. في أولهم ، تم أخذ ذكور متجانسة F1، وتم تهجينها مع إناث متماثلة اللواقح من أجل أليلات متنحية ، وفي الثانية ، تم عبور أنثى متجانسة مع ذكور كانت متنحية لكلا الصفتين (الجسم الأسود والأجنحة البدائية). كانت نتائج هذه الصلبان مختلفة (انظر الشكل 3.11).

في الحالة الأولىتم الحصول على النسل بالأنماط الظاهرية الأبوية (P) الأولية لهذه التجربة ، أي الذباب الرمادي بأجنحة بدائية والذباب الأسود بأجنحة طبيعية بنسبة 1: 1. لذلك ، يشكل هذا الزيجوت ثنائي الزيجوت نوعين فقط من الأمشاج (ب + vgو bvg +)بدلا من أربعة. بناءً على هذا الانقسام ، يمكن افتراض أن الذكر لديه ارتباط كامل بالجينات.

في الحالة الثانيةالخامس F2وقد لوحظ انقسام آخر. بالإضافة إلى مجموعات الأبوين من الشخصيات ، ظهرت شخصيات جديدة - ذباب بجسم أسود وأجنحة بدائية ، وكذلك بجسم رمادي وأجنحة عادية. صحيح أن عدد أحفاد المؤتلف صغير ويصل إلى 17٪ ، الأبوين - 83٪. إن سبب ظهور عدد صغير من الذباب بتركيبات جديدة من الصفات هو العبور ، مما يؤدي إلى توليفة جديدة مؤتلفة من الأليلات الجينية. بو vgعلى الكروموسومات المتجانسة. تحدث هذه التبادلات مع احتمال 17٪ وينتج عنها فئتان من المؤتلف باحتمالية تساوي 8.5٪.

الأهمية البيولوجيةالعبور كبير للغاية ، لأن إعادة التركيب الجيني يسمح لك بإنشاء مجموعات جديدة من الجينات التي لم تكن موجودة من قبل وبالتالي زيادة التباين الوراثي ، مما يوفر فرصًا كبيرة لتكييف الكائن الحي في ظروف بيئية مختلفة. يقوم الشخص بإجراء التهجين على وجه التحديد من أجل الحصول على التوليفات اللازمة لاستخدامها في أعمال التكاثر.

مفهوم الخريطة الجينية. مورجان ومعاونوه C. Bridges ، A. Sturtevanti G. Meller أظهر تجريبياً أن المعرفة بظاهرة الارتباط والعبور لا تسمح فقط بإنشاء مجموعة ربط الجينات ، ولكن أيضًا لبناء خرائط جينية للكروموسومات ، والتي تشير ترتيب الجينات في الكروموسوم والمسافات النسبية بينهما.

الخريطة الجينية للكروموسوماتيسمى مخطط الترتيب المتبادل للجينات الموجودة في نفس مجموعة الارتباط. يتم تجميع هذه الخرائط لكل زوج من الكروموسومات المتجانسة.

تعتمد إمكانية هذا التعيين على ثبات النسبة المئوية للعبور بين جينات معينة. تم تجميع الخرائط الجينية للكروموسومات لأنواع عديدة من الكائنات الحية: الحشرات (الدرسوفيلا ، البعوض ، الصرصور ، إلخ) ، الفطريات (الخميرة ، الرشاشيات) ، البكتيريا والفيروسات.

يدل وجود الخريطة الجينية درجة عاليةدراسة نوع أو آخر من الكائنات الحية ولها أهمية علمية كبيرة. مثل هذا الكائن الحي هو كائن ممتاز لمزيد من البحث. عمل تجريبيليس فقط علميًا ، ولكن أيضًا قيمة عملية. على وجه الخصوص ، فإن معرفة الخرائط الجينية تجعل من الممكن التخطيط للعمل على الحصول على كائنات ذات مجموعات معينة من السمات ، والتي تُستخدم الآن على نطاق واسع في ممارسة التربية. وبالتالي ، فإن إنشاء سلالات من الكائنات الحية الدقيقة القادرة على تخليق البروتينات والهرمونات والمواد العضوية المعقدة الأخرى اللازمة لعلم العقاقير والزراعة لا يمكن تحقيقه إلا على أساس طرق الهندسة الوراثية ، والتي بدورها تستند إلى معرفة الخرائط الجينية لـ الكائنات الحية الدقيقة المقابلة.

قد تكون الخرائط الجينية البشرية مفيدة أيضًا في الرعاية الصحية والطب. تُستخدم المعرفة حول توطين الجين في كروموسوم معين في تشخيص عدد من الحالات الشديدة الأمراض الوراثيةشخص. توجد الآن بالفعل فرصة للعلاج الجيني ، أي لتصحيح بنية أو وظيفة الجينات.

مقارنة الخرائط الجينية أنواع مختلفةتساهم الكائنات الحية أيضًا في فهم العملية التطورية.

الأحكام الرئيسية لنظرية الكروموسوم في الوراثة. يسمح لنا تحليل ظواهر الوراثة المترابطة والعبور والمقارنة بين الخرائط الجينية والخلوية بصياغة الأحكام الرئيسية لنظرية الكروموسوم للوراثة:

1. توجد الجينات على الكروموسومات. علاوة على ذلك ، تحتوي الكروموسومات المختلفة على عدد غير متساوٍ من الجينات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مجموعة الجينات لكل من الكروموسومات غير المتجانسة فريدة من نوعها.
2. تحتل الجينات الأليلية نفس الموقع على الكروموسومات المتجانسة.
3. توجد الجينات على الكروموسوم في تسلسل خطي.
4. تشكل جينات أحد الكروموسومات مجموعة ارتباط ، وبفضلها يحدث الوراثة المرتبطة ببعض السمات. ترتبط قوة الارتباط عكسيا بالمسافة بين الجينات.
5. كل صِنفتتميز بمجموعة معينة من الكروموسومات - النمط النووي.

مصدر : على ال. Lemeza L.V Kamlyuk N.D. ليسوف "دليل علم الأحياء للمتقدمين للجامعات"

مبتكر نظرية الكروموسوم (CT) هو العالم توماس مورغان. CHT هو نتيجة دراسة الوراثة على المستوى الخلوي.

جوهر نظرية الكروموسوم:

الكروموسومات هي المواد الحاملة للوراثة.

الدليل الرئيسي على ذلك هو:

التوازي الخلوي

تحديد جنس الكروموسومات

الميراث المرتبط بالجنس

الارتباط الجيني والعبور

الأحكام الرئيسية لنظرية الكروموسوم:

الميول الوراثية (الجينات) مترجمة في الكروموسومات.

توجد الجينات على الكروموسوم بترتيب خطي.

يحتل كل جين منطقة معينة (موضع). تحتل الجينات الأليلية مواقع مماثلة على الكروموسومات المتجانسة.

يتم توريث الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم معًا ، وهي مرتبطة (قانون مورغان) وتشكل مجموعة ربط. عدد مجموعات الربط يساوي عدد الكروموسومات الفردية (ن).

بين الكروموسومات المتجانسة ، يمكن تبادل المناطق ، أو إعادة التركيب.

يتم قياس المسافة بين الجينات في المئة من العبور - مورغانيدس.

تواتر العبور يتناسب عكسيا مع المسافة بين الجينات ، وقوة الارتباط بين الجينات تتناسب عكسيا مع المسافة بينهما.

التوازي الخلوي

لاحظ ساتون ، طالب الدراسات العليا في مورغان ، أن سلوك الجينات وفقًا لمندل يتطابق مع سلوك الكروموسومات: (الجدول - التوازي الخلوي الخلوي)

كل كائن حي يحمل ميلين وراثيين ، فقط ميل وراثي واحد من الزوج يدخل المشيمة. أثناء الإخصاب في البيضة الملقحة ثم في الجسم ، مرة أخرى ميلين وراثيين لكل سمة.

تتصرف الكروموسومات بنفس الطريقة تمامًا ، مما يشير إلى أن الجينات تكمن في الكروموسومات وتورث معها.

تحديد جنس الكروموسومات

في عام 1917 ، أظهر ألين أن الطحالب الذكور والإناث تختلف في عدد الكروموسومات. في خلايا النسيج الثنائي الصبغية للجسم الذكري ، تكون الكروموسومات الجنسية X و Y ، في الأنثى X و X. وبالتالي ، فإن الكروموسومات تحدد صفة مثل الجنس ، وبالتالي يمكن أن تكون ناقلات مادية للوراثة. في وقت لاحق ، تم تحديد جنس الكروموسومات أيضًا للكائنات الحية الأخرى ، بما في ذلك البشر. (طاولة)

الميراث المرتبط بالجنس

نظرًا لاختلاف الكروموسومات الجنسية في الكائنات الحية الذكرية والأنثوية ، فإن السمات التي توجد جيناتها على الكروموسومات X أو Y سيتم توريثها بشكل مختلف. تسمى هذه العلامات الصفات المرتبطة بالجنس.

ملامح وراثة السمات المرتبطة بالجنس

لا يتم احترام قانون مندل الأول

تعطي التقاطعات المتبادلة نتائج مختلفة

هناك تقاطع (أو ميراث متقاطع).

لأول مرة ، تم اكتشاف الميراث المرتبط بسمة بواسطة Morgan في ذبابة الفاكهة.

W + - عيون حمراء		(C) X W + X W + * X w Y			(C) X w X w * X W + Y
ث - عيون بيضاء
		(SJ) X W + X w - عيون حمراء			X w X W + - عيون حمراء
		(سم) X W + Y- عيون حمراء			X w Y– عيون بيضاء
وهكذا ، فإن وراثة الطفرة التي حددها مورغان - "العيون البيضاء" - البيضاء ، تميزت بالسمات المذكورة أعلاه: لم يتم احترام قانون التوحيد في تهجينين متبادلين ، تم الحصول على نسل مختلف في المعبر الثاني ، يتلقى الأبناء علامة الأم (عيون بيضاء) ، والبنات - علامة الأب (عيون حمراء). هذا الميراث يسمى "الميراث المتقاطع".

(الميراث المرتبط بالجنس الجدول)

يتم تفسير الميراث المرتبط بالجنس من خلال عدم وجود جينات على الكروموسوم Y والتي هي أليلة للجينات الموجودة على الكروموسوم X. والكروموسوم Y أصغر بكثير من كروموسوم X ، ويحتوي حاليًا على 78 (?) بينما يوجد أكثر من 1098 على كروموسوم إكس.

أمثلة على الميراث المرتبط بالجنس:

الهيموفيليا ، الحثل الدوشيني ، متلازمة دنكان ، متلازمة ألبورت ، إلخ.

هناك جينات ، على العكس من ذلك ، توجد في كروموسوم Y وتغيب عن كروموسوم X ؛ لذلك ، فهي موجودة فقط في الكائنات الحية الذكرية ، ولا توجد أبدًا في الكائنات الأنثوية (وراثة Holandric) ولا تنتقل إلا إلى الأبناء من أب.

الارتباط الجيني والعبور

في علم الوراثة ، كانت ظاهرة مثل "جذب الجينات" معروفة: لم يتم توريث بعض الصفات غير الأليلية بشكل مستقل ، كما ينبغي وفقًا لقانون مندل الثالث ، ولكن تم توريثها معًا ، ولم تعطِ مجموعات جديدة. أوضح مورغان ذلك بالقول إن هذه الجينات موجودة على نفس الكروموسوم ، لذا فإنها تتباعد إلى خلايا ابنة معًا في مجموعة واحدة ، كما لو كانت مرتبطة. سماها هذه الظاهرة الميراث المرتبط.

قانون اقتران مورغان:

يتم توريث الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم معًا ومترابطة.

تشكل الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم مجموعة ربط. عدد مجموعات الربط يساوي "n" - العدد الفردي للكروموسومات.

تم تقاطع خطوط متجانسة من الذباب مع لون جسم رمادي وأجنحة طويلة وذباب بجسم أسود وأجنحة قصيرة. ترتبط جينات لون الجسم وطول الجناح ، أي. الاستلقاء على نفس الكروموسوم.

جسم رمادي جسم أسود ب- اجنحة عادية (طويلة) ب- بدائية الأجنحة			(S W) AABBxaabb (سم)
			رمادي طويل الأجنحة		أسود قصير الأجنحة
		التسجيل في التعبير الكروموسومي
			الجسم الرمادي أجنحة طويلة			الجسم الأسود جسم قصير
			كل الذباب لها جسم رمادي وأجنحة طويلة.
أولئك. في هذه الحالة ، لوحظ قانون التوحيد الهجينة للجيل الأول. ومع ذلك ، في F 2 ، بدلاً من الانقسام المتوقع 9: 3: 3: 1 ، كانت هناك نسبة 3 رمادي طويل الأجنحة إلى جزء واحد من أسود قصير الأجنحة ، أي لم تظهر مجموعات جديدة من العلامات. اقترح مورغان أن deheterozygotes F 2 - ( ) إنتاج (إعطاء) الأمشاج ليس 4 ، ولكن فقط نوعين - و . أكد التحليل الذي تم إجراؤه على التقاطعات هذا:
	الجسم الرمادي أجنحة طويلة			الجسم الأسود جسم قصير
F أ
	الجسم الرمادي أجنحة طويلة			الجسم الأسود أجنحة قصيرة

نتيجة لذلك ، في F 2 ، يحدث الانقسام كما في التهجين أحادي الهجين 3: 1.

	الجسم الرمادي أجنحة طويلة	الجسم الرمادي أجنحة طويلة	الجسم الرمادي أجنحة طويلة	الجسم الأسود أجنحة قصيرة

تقفز فوق. أو تجاوزت.

في نسبة صغيرة من الحالات في F 2 في تجارب مورجان ، ظهر الذباب بتركيبات جديدة من الشخصيات: أجنحة طويلة ، جسم أسود ؛ الأجنحة قصيرة والجسم رمادي. أولئك. علامات "مفصول". أوضح مورغان ذلك من خلال حقيقة أن الكروموسومات تتبادل الجينات أثناء الاقتران في الانقسام الاختزالي. نتيجة لذلك ، يتم الحصول على الأفراد الذين لديهم مجموعات جديدة من السمات ، أي كما هو مطلوب بموجب قانون مندل الثالث. أطلق مورغان على هذا اسم إعادة تركيب التبادل الجيني.

في وقت لاحق ، أكد علماء الخلايا بالفعل فرضية مورغان من خلال اكتشاف تبادل مناطق الكروموسوم في الذرة والسمندل. دعوا هذه العملية بالعبور.

يزيد العبور من تنوع النسل في مجموعة سكانية.

بعد تأسيس مفهوم العوامل الوراثية في علم الوراثة ، أجريت دراسات لتحديد الهياكل الخلوية المرتبطة بها.

أظهرت الحقائق التي أثبتتها الدراسات الجينية والخلوية في بداية هذا القرن أن حاملي العوامل الوراثية (الجينات) هم الكروموسومات.

نتيجة لمزيد من تطوير علم الوراثة ، نظرية الكروموسوم في الوراثة. مبتكرها هو عالم الوراثة الأمريكي تي مورجان.

أجرى العالم بحثًا على ذبابة الفاكهة ، والتي يمكن تربيتها بسهولة في أنابيب الاختبار. هذه الذبابة لها دورة نمو قصيرة جدًا: في غضون أسبوعين ، يتطور الفرد البالغ من البويضة المخصبة خلال المراحل الوسيطة من اليرقة والخادرة ، القادرة على إنتاج نسل على الفور. يمكن أن تنتج أنثى واحدة مخصبة عدة مئات من الحشرات الجديدة.

تحتوي ذبابة الفاكهة على عدد كبير من الشخصيات المتميزة ، والتي يسهل ميراثها في أنواع مختلفة من الصلبان. في الخلايا الجسدية ، لديها أربعة أزواج فقط من الكروموسومات.

بسبب هذه الميزات ، تحولت ذبابة الفاكهة لتكون كائنًا مناسبًا جدًا للبحث الجيني. على أساس التجارب معه ، تم تطوير العديد من أهم أسئلة علم الوراثة العامة.

أظهرت العديد من التجارب المعملية التي أجراها T. Morgan أن الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم موروثة ، كقاعدة عامة ، أي أنها مرتبطة ببعضها وبالتالي لا تخضع لقاعدة التوليفة المستقلة التي وضعها G.Mendel.

في إحدى تجارب T. كان للجيل الأول من الذباب جسم رمادي وأجنحة طويلة. عندما تم تقاطع هذه الأنواع الهجينة مع بعضها البعض في F 2 ، لم يكن هناك توزيع مستقل للصفات لزوجين أليليين (جسم رمادي - جسم أسود ، أجنحة طويلة - أجنحة بدائية) بنسبة 9: 3: 3: 1. من بين الهجينة F 1 ، ورث العدد السائد من الأفراد نفس مجموعة الشخصيات كما كانت في الأشكال الأبوية (رمادي طويل الأجنحة وأسود قصير الأجنحة) ، ولم يكن هناك سوى جزء صغير جدًا من الذباب لديه شخصيات أعيد توحيدها (رمادي الذباب قصير الأجنحة والأسود طويل الأجنحة). يوضح هذا المثال أن جينات الجسم الرمادي والأجنحة الطويلة والجسم الأسود والأجنحة القصيرة موروثة في الغالب معًا.

بناء على هذا و عدد كبيرتجارب مماثلة توصل T.Morgan إلى استنتاج مفاده أن الأساس المادي لربط الجينات - الكروموسوم. كل كروموسومات غير متجانسة في الطول ، وتتكون من وحدات وراثية أولية منفصلة - جينات. في أي نوع من الكائنات الحية ، هناك دائمًا عدد مرات أكثر من الكروموسومات. وبالتالي ، يوجد في كل كروموسوم عدد معين من الجينات الموروثة معًا ، وتشكل ما يسمى مجموعات الربط. يتوافق عدد مجموعات الارتباط مع عدد أزواج الكروموسومات المتجانسة.

عند دراسة ظاهرة الارتباط الجيني ، وجد T. Morgan وطلابه أن الارتباط يكاد لا يكتمل أبدًا.

في المثال الذي تم تحليله ، لم يكن كاملاً أيضًا ، لأنه في عدد قليل من الحالات ، لوحظ إعادة التركيب الجيني. إذا كانت جينات أزواج الأليلات المختلفة تقع على نفس الكروموسوم ، أي أنها مرتبطة ، فقد يكون السبب الوحيد لإعادة تركيبها هو عملية اقتران الكروموسومات المتجانسة في طور الانقسام الاختزالي. أثناء الاقتران ، تقترب الكروموسومات المزدوجة من بعضها البعض ويتم تطبيقها على بعضها البعض بواسطة مناطق متجانسة ، مكونة ثنائيات التكافؤ (كواد من الكروماتيدات).

في هذا الوقت ، يمكن أن يحدث تبادل للمناطق المتجانسة بين الكروماتيدات. تم تسمية هذه العملية خلع الكروموسومأو (من المعبر الإنجليزي - العبور).

يتم عرض مخطط عبور الكروموسوم وإعادة تركيب الجينات الموجودة فيها. اثنان من الكروموسومات المزدوجة ، نتيجة للتقاطع والانقطاع اللاحق ، أقسام التبادل. يوجد جينان من A إلى B ، موجودان في الأصل على نفس الكروموسوم ، نتيجة العبور كروموسومات مختلفةوأدخل الأمشاج المختلفة.

تسمى الأمشاج ذات الكروموسومات التي خضعت للعبور بالعبور ، وتسمى الأمشاج المكونة من الكروموسومات دون العبور بـ non-crossover. وفقًا لذلك ، يُطلق على الأفراد الذين نشأوا بمشاركة الأمشاج المتقاطعة اسم التقاطع أو المؤتلف ، ويطلق على الأفراد الذين نشأوا بدونهم اسم non-crossover أو non-recombinant.

إعادة تركيب الجينات في عملية العبور يؤدي إلى الأورام. تظهر الأشكال الهجينة ، التي تمثل مصدر المواد لاختيار وإنشاء أنواع جديدة من النباتات والسلالات الحيوانية. يوفر تكوين الأشكال الهجينة في الطبيعة مادة لـ الانتقاء الطبيعيلذلك ، لها أهمية كبيرة في تطور الكائنات الحية.

وبالتالي ، يتم إجراء إعادة تركيب الجينات في عملية الانقسام الاختزالي بطريقتين - الاختلاف العشوائي للكروموسومات غير المتجانسة (قاعدة التوليفة المستقلة وفقًا لـ G.Mendel) وعملية عبور الكروموسومات المتجانسة (ظاهرة العبور أكثر ، أنشأها T. Morgan).

نتيجة لتحليل الأحكام الرئيسية لنظرية الكروموسوم للوراثة ، يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية.

1. توجد الجينات على الكروموسومات ، مرتبة خطيًا وتشكل مجموعة ربط.
2. يتم توريث الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم بطريقة مرتبطة ؛ تعتمد قوة هذا الارتباط على المسافة بين الجينات.
3. هناك تقاطع بين الكروموسومات المتجانسة ، ونتيجة لذلك يحدث إعادة التركيب الجيني ، وهو أمر مهم كمصدر لمادة الانتقاء الطبيعي والاصطناعي.
4. يعتبر ارتباط الجينات وإعادة تركيبها نتيجة للتقاطع ظواهر بيولوجية طبيعية يتم فيها التعبير عن وحدة عمليات الوراثة وتنوع الكائنات الحية.

إذا وجدت خطأً ، فيرجى تحديد جزء من النص والنقر السيطرة + أدخل.