Формирование хромосомной теории наследственности Т. Моргана

Оглавление 

Введение                                                                                                                                                   3

1. Формирование хромосомной теории наследственности Т. Моргана                       4
2.   Генетика пола                                                                                                                           7
3. Сцепленное наследование признаков                                                                              11

Заключение                                                                                                                                            14

Список использованной литературы                                                                                               15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение. 

     Начало XX в. принято считать началом экспериментальной  генетики, принесшей множество новых  эмпирических данных о наследственности и изменчивости.

     Человеческая  жизнь на Земле подчиняется множеству  законов, положений и теорий. Огромное число законов и теорий помогают нам раскрыть некоторые тайны  природы, познать то, что ранее  было загадкой, понять сущность биологических  закономерностей. Одной из таких  важнейших теорий познания жизни  на Земле является хромосомная теория наследственности Томаса Моргана.

     Хромосомная теория наследственности является неотъемлемым звеном, которое «вооружает» любого цитогенетика. Данная теория развивается  в направлении углубления знаний об универсальных носителях наследственной информации – молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Установлено, что непрерывная последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований вдоль цепи ДНК образует гены, межгенные интервалы, знаки начала и конца считывания информации в пределах гена; определяет наследственный характер синтеза специфических белков клетки и, следовательно, наследственный характер обмена веществ.

     Хромосомная теория наследственности, объясняя закономерности наследования признаков у животных и растительных организмов, играет важную роль в сельскохозяйственной науке и практике. Она вооружает  селекционеров методами выведения  пород животных и сортов растений с заданными свойствами. Некоторые  положения хромосомной теории позволяют  более рационально вести сельскохозяйственное производство. На знании закономерностей  хромосомных перестроек основывается изучение наследственных заболеваний  человека, поэтому совершенствование  знаний по столь важной теории является наиболее актуальной на современном  этапе развития жизни на Земле.

     Целью работы является раскрытие сущности и значения хромосомной теории наследственности Т. Моргана.

     Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить  основные вехи в формировании  хромосомной теории наследственности  Т. Моргана;

2. Раскрыть  роль хромосомного аппарата в  определении пола;

3. Изучить  закономерности наследования признаков  сцепленных с полом;

4. Раскрыть  понятие о генетической карте  хромосом;

5. Определить  основные положения хромосомной  теории наследственности Т. Моргана.

     Объектом  исследования является генетический аппарат  двух царств: животные и растения.

     Предметом исследования является закономерности наследования признаков в ряду поколений, согласно основным положениям хромосомной  теории наследственности Т. Моргана.

     Основными методами исследования послужили анализ учебной и научной литературы по рассматриваемой теме, синтез полученных сведений в единую, взаимосвязанную  систему. 
 
 
 
 

  Формирование  хромосомной теории наследственности  Т. Моргана. 
 

«Жизнь – игрушка настолько глупая, что ее дарят только младенцам».

Билл  Манвилл 

     Вступление  в XX в. ознаменовалось в биологии бурным развитием генетики. Важнейшим исходным событием явилось новое открытие законов Менделя. В 1900 г. законы Менделя  были переоткрыты независимо сразу  тремя учеными — Г. де Фризом в  Голландии, К. Корренсом в Германии и Э. Чермаком в Австрии. Далее  последовала лавина эмпирических открытий и построение различных теоретических  моделей. За относительно короткий срок (20 — 30 лет) в учении о наследственности был накоплен колоссальный эмпирический и теоретический материал.

     В первой четверти XX в. интенсивно развивались  и теоретические аспекты генетики. Особенно большую роль сыграла хромосомная  теория наследственности, разработанная  в 1910 — 1915 гг. в трудах А. Вейсмана, Т. Моргана, А. Стертеванта, Г.Дж. Меллера и др. Она строилась на следующих исходных абстракциях: хромосома состоит из генов; гены расположены на хромосоме в линейном порядке; ген – неделимая корпускула наследственности, “квант”; в мутациях ген изменяется как целое. Эта теория была первой обстоятельной попыткой теоретической конкретизации идей, заложенных в законах Менделя.

     Первые 30 лет XX в. прошли под знаком борьбы представителей различных концепций  наследственности. Так, против хромосомной  теории наследственности выступал У. Бэтсон, считавший, что эволюция состоит  не в изменениях генов под влиянием внешней среды, а лишь в выпадении  генов, в накоплении генетических утрат.

     Формированию  хромосомной теории способствовали данные, полученные при изучении генетики пола, когда были установлены различия в наборе хромосом у организмов различных  полов.

     Томас Морган родился 25 сентября 1866 года в Лексингтоне, штат Кентукки, в весьма знатной, по американской мерке, семье дипломата. Его отец Чарльтон Гент Морган, консул США на Сицилии, был родственником знаменитого магната Дж.П. Моргана, мать — Эллен Кей Морган.

     В 1886 году Томас Морган закончил Государственный  колледж штата Кентукки и получил  степень бакалавра. В 1887 году Морган поступил в Университет Джона Хопкинса, а в 1890 году получил докторскую степень за исследование зародышей морских пауков и в этом же году – стипендию Адама Брюса, что позволило ему поехать в Европу в Морскую Зоологическую лабораторию. Там он познакомился с Хансом Дрихом и Куртом Хербстом. Именно под влиянием Дриха Морган начал интересоваться экспериментальной эмбриологией.

     В 1888–1889 занимался научными изысканиями  в Американском Комитете по рыбному  хозяйству. В 1891 году Томас Морган приступил к работе в качестве адъюнкт-профессора биологии в женском колледже Брин-Майре.

     В 1901 году вышел первый фундаментальный  труд Моргана “Регенерация”, посвященный способностям некоторых видов восстанавливать утраченные части тела.

     С 1904 по 1928 занимал должность профессора экспериментальной зоологии в Колумбийском университете (Нью-Йорк), а с 1928 по 1945 – профессора биологии и директора лаборатории в Калифорнийском технологическом институте (Пасадена). В последние годы жизни приобрел маленькую лабораторию в Корона дель Мар (Калифорния).

     Когда стали известны результаты Августа  Вейсмана, выяснившего, что наследственные качества передаются с помощью хромосом, ученые вспомнили о другом ученом - Менделе, который еще раньше показал, что наследственность передается генами.

     Сначала Томас Морган скептически отнесся  к теориям, утверждавшим, что хромосомы  являются носителями наследственности. Таким же образом Морган не принимал и дарвиновскую гипотезу о накоплении постепенных изменений.

     В 1902 биолог У.Саттон предположил, что  единицы наследственности (гены) размещаются  внутри или на поверхности структур клеточного ядра, называемых хромосомами. Морган был с этим не согласен, считая, что хромосомы представляют собой  продукты ранней стадии развития организма. Ему больше нравилась идея, высказанная  голландцем Гуго де Фризом, о том  что новый вид образуется в  результате мутаций. Для того чтобы  подтвердить эту гипотезу, Томас  Морган стал искать удобный объект для исследований. Ему нужно было неприхотливое животное с быстрым  жизненным циклом.

     Еще в 1900–1901 К.В.Вудворт изучал дрозофилу  в качестве подопытного материала  и первым высказал предположение, что  дрозофила может быть использована в генетических исследованиях, в  частности, для изучения близкородственнного  размножения. У дрозофилы всего 4 пары хромосом, она начинает размножаться через две недели после своего появления на свет и после 12 дней приносит потомство в 1000 особей. Ее легко изучать в течение жизни, продолжительность которой составляет всего 3 месяца. Вдобавок она почти  ничего не стоит. С дрозофилой работали также В.Е.Кастл и Ф.Е.Лутц, которые  предложили Моргану работать с плодовой мушкой.

     С 1908 года Морган начал наблюдения за дрозофилой, которая идеально подходила  для изучения наследственности. Моргановская fly - room (мушиная комната) в Колумбийском университете стала легендарной. Во множестве банок и бутылок выводились из личинок и отдавали себя науке мириады мух. Бутылок все время не хватало, и, если верить сказанию, то ранним утром по пути в лабораторию Морган и его студенты похищали бутылки для молока, которые манхэттенские жители выставляли вечером за двери.

     Выращивая мух в стеклянных банках и наблюдая их под микроскопом, Морган обнаружил  появление кроме обычных красноглазых мух, белоглазых, желтоглазых и даже мух с розовыми глазами. За десять лет было обнаружено множество различных  мутантов у дрозофилы.

     Морган  скрещивал мух, следя за огромным количеством признаков: цветом глаз, окрасом туловища, неодинаковым числом щетинок, разнообразной формой и  величиной крыльев. Анализируя результаты наблюдений, Томас Морган пришел к выводу, что ряд качеств передается потомкам в совокупности. Это позволило высказать гипотезу, о том что гены разбросаны не по всей клетке, а сцеплены в некие островки.

     У плодовой мушки всего четыре пары хромосом. Соответственно, у Моргана  получилось деление наследственных признаков дрозофилы на четыре группы. Он пришел к выводу, что гены локализуются в хромосомах. В каждой хромосоме  расположены сотни генов, организованных в цепочки.

     Томас Морган показал, что чем больше расстояние между двумя генами, тем больше вероятность разрыва цепи. Это  означало, что далеко расположенные  гены не могут наследоваться вместе. И, напротив, близко стоящие гены реже разделяются. Профессор Томас Морган и его коллеги установили, что  величина линейного расстояния между генами может характеризовать степень сцепления генов. Открытия Моргана позволили утверждать, что наследственность может быть описана точными количественными методами. Исходя из своей теории Томас Морган составил карту расположения генов в хромосомах дрозофилы.

     Одним из важных открытий является «зависимость»  определенных мутаций от пола (Морган называл этот феномен «сцеплением» генов): белые глаза у дрозофил передавались только мужским особям. Так были открыты половые хромосомы.

     Обработав большое количество информации, Морган пришел к интересным выводам: гены, расположенные на одной хромосоме, наследовались вместе гораздо реже, чем этого можно было ожидать.

     Первую  статью о дрозофиле Морган опубликовал  в 1910-м году, но в полную силу его  аргументы были изложены в 1915-м, когда  его ученики - Стертевант, Бриджес  и Меллер, выпустили книгу “Механизмы менделевской наследственности”, в которой объявили, что наследственность подчиняется вполне определенным законам, и ее можно описать точными количественными методами. Тем самым открывалась дорога к целенаправленному конструированию новых сортов растений и пород животных, к революции в медицине и в сельском хозяйстве.

     Моргану было уже под пятьдесят и профессиональное признание не заставило себя ждать. В 1919 году он был избран Иностранным  Членом Лондонского Королевского Общества, в 1924 - награжден Дарвиновской Медалью. Морган стал членом академий наук разных стран (а также в декабре 1923 и  членом акадмии наук СССР). В конце 20-х он возглавил Национальную академию наук США. В 1933 году за открытия, связанные  с ролью хромосом в наследственности Томасу Моргану была присуждена Нобелевская  премия по физиологии и медицине. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Генетика  пола