Σχόλια

Είναι ο 2ος Νόμος του Mendel πάντα υπακούμενος;


Η ανακάλυψη ότι τα γονίδια βρίσκονται στα χρωμοσώματα έχει δημιουργήσει ένα αδιέξοδο στην κατανόηση του 2ου νόμου του Mendel.

Όπως έχουμε δει, σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, δύο ή περισσότερα μη-αλλυλικά γονίδια διαχωρίζονται ανεξάρτητα εφόσον βρίσκονται σε διαφορετικά χρωμοσώματα. Ωστόσο, δημιουργείται ένα πρόβλημα. Ο Mendel ισχυρίστηκε ότι τα γονίδια που σχετίζονται με δύο ή περισσότερα γνωρίσματα είχαν πάντα ανεξάρτητο διαχωρισμό. Εάν αυτή η προϋπόθεση ήταν αληθής, τότε θα υπήρχε ένα χρωμόσωμα για κάθε γονίδιο.

Αν θεωρήσουμε ότι υπάρχει ένα πλήθος γονιδίων, τότε θα υπάρχει μια εκπληκτική ποσότητα χρωμοσωμάτων μέσα σε ένα κύτταρο, κάτι που δεν είναι αλήθεια. Επομένως, καθώς υπάρχουν σχετικά λίγα χρωμοσώματα στον πυρήνα των κυττάρων και πολυάριθμα γονίδια, είναι διαισθητικό να συμπεράνουμε ότι σε κάθε χρωμόσωμα υπάρχει ένα πλήθος γονιδίων που είναι υπεύθυνα για τα πολυάριθμα τυπικά χαρακτηριστικά κάθε είδους. Λέμε ότι αυτά τα γονίδια που υπάρχουν στο ίδιο χρωμόσωμα συνδέονται ή βρίσκονται μέσα σύνδεση και πηγαίνουν μαζί για να σχηματίσουν γαμέτες.

Έτσι ο 2ος νόμος του Mendel όχι πάντααπλά για να βρίσκονται τα γονίδια στο ίδιο χρωμόσωμα, δηλαδή είναι μέσα σύνδεση.

Σύνδεση

Γονίδια ενωμένα στο ίδιο χρωμόσωμα

Ο Τ. Η. Morgan και οι συνεργάτες του συνεργάστηκαν με τη μύγα φρούτων, Drosophila melanogaster, και διενήργησαν σταυρούς όπου μελέτησαν δύο ή περισσότερα ζεύγη γονιδίων, επιβεβαιώνοντας ότι, στην πραγματικότητα, ο 2ος νόμος του Mendel δεν υπακούει πάντοτε. Συμπέραναν ότι αυτά τα γονίδια δεν ήταν σε διαφορετικά χρωμοσώματα αλλά ήταν στο ίδιο χρωμόσωμα (σε σύνδεση).

Ένας από τους σταυρούς του Morgan

Σε ένα από τα πειράματά του, ο Morgan διέσχισε άγριες μύγες γκρίζου σώματος με μακριές φτερούγες με μεταλλάξεις μαύρου σώματος και μικρά φτερά (που ονομάζονταν αιματηρά φτερά). Όλοι οι απόγονοι του F1 είχε ένα γκρι σώμα και μακριές φτερούγες, που βεβαιώνουν ότι το γονίδιο που περιβάλλει το γκρίζο σώμα (Ρ) κυριαρχεί αυτό που καθορίζει το μαύρο σώμα (ρ)ακριβώς όπως το γονίδιο μακράς πτέρυγας (V) κυριαρχεί πάνω από το (ν) η οποία δημιουργεί συνθήκες εμφάνισης αιμοστατικών φτερών.

Η Morgan διέσχισε τότε τους απογόνους του F1 με διπλά υπολειπόμενα (δηλ., διεξήχθησαν δοκιμαστικοί σταυροί). Για το Morgan, τα αποτελέσματα των δοκιμαστικών σταυρών θα αποκάλυψαν αν τα γονίδια εντοπίστηκαν σε διαφορετικά χρωμοσώματα (ανεξάρτητα από το διαχωρισμό) ή στο ίδιο χρωμόσωμα (σύνδεση).

Παραδόξως όμως δεν προέκυψε κανένα από τα αναμενόμενα αποτελέσματα. Ο διαχωρισμός και η καταμέτρηση των απογόνων του F2 αποκάλυψε το ακόλουθο αποτέλεσμα:

  • 41,5% των μύγες με γκρίζο σώμα και μακριές πτέρυγες.
  • Το 41,5% των μύγες με μαύρο σώμα και τα περιθωριακά πτερύγια.
  • Το 8,5% πετά με μαύρο σώμα και μακριές πτέρυγες.
  • Το 8,5% των μύγες με γκρίζο σώμα και μεταλλικά πτερύγια.

Κατά την ανάλυση αυτού του αποτελέσματος, ο Morgan έγινε πεπεισμένος ότι τα γονίδια Ρ και V εντοπίστηκαν στο ίδιο χρωμόσωμα. Εάν ήταν τοποθετημένα σε διαφορετικά χρωμοσώματα, η αναμενόμενη αναλογία θα ήταν διαφορετική (1: 1: 1: 1). Ωστόσο, η ερώτηση παρέμεινε: πώς να εξηγήσουμε την εμφάνιση γκρίζων κορμών / επιθηλιακών φτερών και φαινοτύπων μαύρου σώματος / μακριών φτερών;

Η απάντηση δεν ήταν δύσκολο να επιτευχθεί. Μέχρι αυτή τη στιγμή η διαδικασία μείωσης ήταν ήδη αρκετά σαφής. Το 1909, ο κυτταρολόγος F.A. Janssens (1863-1964) περιέγραψε το χρωμοσωμικό φαινόμενο που είναι γνωστό ως μετάλλαξη ή διασχίζοντας, η οποία εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της προφανούς λιθίωσης Ι και συνίσταται στην ανταλλαγή θραυσμάτων μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων.

Το 1911 η Morgan χρησιμοποίησε αυτή την παρατήρηση για να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι τα γκρίζα σωματίδια / επιθηλιακά φτερά και τα φαινότυπα μαύρου σώματος / μακριών φτερών ήταν ανασυνδυασμένηs και λόγω της εμφάνισης του διασχίζοντας.