Гены и хромосомы PDF Печать E-mail

Мендель ничего не знал о микроскопическом строении клеток; в его время еще не были известны хромосомы и их отношение к образованию гамет. В восьмидесятых годах прошлого столетия с развитием цитологических методов были изучены основные стадии митоза и мейоза. Позже, после вторичного открытия трудов Менделя, обнаружилось, что поведение факторов Менделя очень сходно с поведением хромосом. В 1902 году студент-дипломник У. Сэттон, работавший под руководством известного цитолога Е. Вильсона в Колумбийском университете, высказал предположение, что гены локализованы в хромосомах. Дальнейшие исследования показали, что гены представляют собой структурные единицы хромосом и расположены в строго определенных местах (локусах) последних.

В диплоидных клетках имеется по две хромосомы и соответственно по два гена каждого типа. Парные гены не обязательно должны быть идентичны; один из них может обусловливать пурпуровую окраску цветков, а другой — белую, однако оба они влияют на один и тот же признак — окраску цветков. Если два гена занимают на хромосоме один и тот же локус, но вызывают различный эффект, то их обычно обозначают как аллели. Ген белых цветков у гороха, w, является аллелем гена пурпуровых цветков, W.

Организм, у которого оба аллеля  совершенно одинаковы, называется гомозиготным. Горох гомозиготен при следующих сочетаниях генов: ww (гомозиготный по белой окраске цветков) и WW (гомозиготный по пурпуровой окраске цветков). Организм, у которого аллели представлены разными генами, называется гетерозиготным. Горох с пурпуровыми цветками, имеющий в скрытом виде ген белоцветковости, гетерозиготен по окраске цветков (Ww).

Эти же закономерности распределения генов можно продемонстрировать и на другом биологическом объекте. Вскоре после всеобщего признания работ Менделя биологи начали изучать законы наследственности у самых разнообразных организмов. Т. Морган, работавший в Колумбийском университете, избрал в качестве объекта исследования плодовую мушку (Drosophila melanogaster). Эту мушку легко разводить в лабораторных условиях, она имеет короткий жизненный цикл (всего около двух недель), дает многочисленное потомство и обладает высокой изменчивостью. Значительная часть первых сведений по генетике была получена на плодовых мушках, которые и до сих пор служат предметом интенсивного изучения. Одним из наиболее изменчивых признаков мушек является длина крыльев: у большинства мух крылья длинные и их концы выступают за край брюшка. Однако было обнаружено несколько мушек с зачаточными крыльями. Такие крылья характерны для мух, гомозиготных по определенному гену vg, расположенному в хромосоме II на расстоянии двух третей ее длины от левого конца (номер хромосомы и левый конец установлены произвольно). Некоторые мушки с нормальными крыльями гетерозиготны: они содержат доминантный ген Vg и его рецессивный аллель vg.

При образовании пар хромосом в процессе мейоза ген vg располагается как раз против гена Vg. Примерно половина образующихся гамет получает ген vg, а другая половина — ген Vg. Если теперь скрестить гетерозиготную муху с нормальными крыльями (Vgvg) и гомозиготную муху с зачаточными крыльями (vgvg), то в потомстве получится поровну мух с нормальными и зачаточными крыльями. Типы генов, имеющихся в организме, определяют его генотип. Гетерозиготная муха с нормальными крыльями имеет генотип Vgvg. Фенотипом обычно называют внешние проявления эффекта генов, т. е. признаки организма; в данном случае фенотип гетерозиготной мухи можно охарактеризовать словами «нормальные крылья».

Интересные статьи по биологии:

1) Регуляция жизнедеятельности

2) Экосистемы гор