Характеристика сцепленного наследования: цитологические основы, хромосомная теория, опыты Т. Х. Моргана

Характеристика сцепленного наследования

Цитологические основы сцепленного наследования

В основе независимого комбинирования генов лежат некоторые положения. Эти положения утверждают, что определяющие те или иные черты и признаки гены находятся в гомологических хромосомах, а гены, которые отвечают за кодирование разнообразных черт, располагаются в разных хромосомах.

При этом, количество признаков сильно больше количества хромосом, присутствующих в живых организмах. Поэтому в каждом организме имеются гены, которые характеризуются независимым комбинированием в мейозе. Однако эти гены ограничены числом пар хромосом.

Наследование хромосом осуществляется как одного целого: хромосомы сохраняются свою целостность в процессе конъюгации и расхождения в мейозе. Как результат — наблюдается совместное наследование генов, находящихся в одной хромосоме.

Находящиеся в одной хромосоме и способные наследоваться совместно гены представляют собой группу сцепления.

Что такое сцепленное наследование?

У каждого отдельного организма число групп сцепления идентично числу хромосом в гаплоидном наборе.

Хромосомная теория наследственности

Сцепленное наследование признаков описали в своих опытах В. Бетсон и Р. Пеннет в 1906 году. Они проводили опыты на душистом горошке. Тем не менее, полученные результаты они так и не смогли объяснить, придя к выводу об ограниченности правила независимого комбинирования признаков, которое было установлено Г. Менделем.

Эксперименты в рамках сцепленного наследования довольно эффективно проводил американский естествоиспытатель Томас Хант Морган. В результате исследований, который провел ученый вместе со своими сотрудниками (А. Стервантом, К. Бриджесом и Г. Миллером), была предложена и аргументированно обоснованна хромосомная теория наследственности.

Опыты Т. Х. Моргана

Объектом исследований ученого стала муха-дрозофила. Именно благодаря такому выбору, этот вид мухи стал активно использоваться в различных генетических экспериментах. Дело в практичности: такие мухи неприхотливы в содержании и довольно быстро размножаются. Кроме того, у мух имеется небольшое количество хромосом, что делает процесс наблюдения более простым.

В чем заключался опыт ученого?

Гомозиготных по доминантным признакам окраски тела и формы крыльев (которыми являются серое тело и нормальные крылья) самцов дрозофилы скрестили с гомозиготными по рецессивным признакам (черные крылья и недоразвитое тело) самками.

Гибриды первого поколения получили серое тело и нормальные крылья. К тому же, все они были гетерозиготными. Генотип этих гибридов можно было записать следующим образом: EeVv.

Далее было проведено анализирующее скрещивание. В этом случае гибриды первого поколения были скрещены с гомозиготами по рецессивным признакам. Теоретически предполагалось расщепление признаков и пропорция результатов в виде 1:1:1:1. То есть, каждый вариант должен был быть представлен 25%.

В действительности вышло иначе: 41,5% особей получили серое тело и нормальные крылья, 41,5% — черное тело и недоразвитые крылья, 8,5% — серое тело и недоразвитые крылья, а еще 8,5% — черное тело и нормальные крылья.

Полученные результаты дали возможность Т. Х. Моргану сформулировать два важных вывода (закона сцепленного наследования):

• определяющие цвет тела и форму крыльев гены находятся в одной хромосоме и в последующем наследуются сцеплено;
• гомологические хромосомы отдельных особей в ходе мейоза и образования гамет обмениваются участками и образуют новую группу сцепления.

Явление кроссинговера

Благодаря кроссинговеру увеличивается комбинативная изменчивость, что приводит к образованию новых аллельных сочетаний.

Есть две закономерности кроссинговера:

1. Между двумя расположенными в одной хромосоме генами сила сцепления является обратно пропорциональной расстоянию между ними.
2. Что касается частоты кроссинговера, то она является относительно постоянной величиной для каждой отдельной пары генов.

Основной вывод теории Моргана: гены располагаются в хромосоме по всей ее длине, при этом — один за другим, в линейном порядке.