โดยไม่คำนึงถึงความซับซ้อนของโครงสร้างของวัตถุทางชีวภาพ ไม่ว่าจะเป็นแบคทีเรีย สาหร่าย สัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง หรือคน จำนวนสัญญาณทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตใด ๆ ก็ตามมีจำนวนมากกว่าองค์ประกอบของโครโมโซมมาก ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 วิทยาศาสตร์ได้ทราบแล้วว่าลักษณะของพืช สัตว์ หรือจุลินทรีย์ เช่น สีและรูปร่างของร่างกาย ขนาดของแขนขา ลักษณะการเผาผลาญ ถูกเข้ารหัสในบริเวณโครโมโซม - ยีน โครโมโซมแต่ละตัวมีกี่ยีน อยู่ในลำดับใด มีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมอย่างไร? คำถามพื้นฐานที่สำคัญเหล่านี้มีคำตอบโดยกฎของมอร์แกน ซึ่งเราจะศึกษาในบทความของเรา
ทำไมคุณลักษณะบางอย่างจึงสืบทอดมาด้วยกัน
นักพันธุศาสตร์เชิงสังเกตซึ่งใช้รูปแบบคลาสสิกที่ Mendel ค้นพบในการวิจัยในงานวิจัยของพวกเขา ประสบปัญหาที่ยากจะรักษา ดังนั้นการใช้กฎของการสืบทอดลักษณะอิสระนักวิจัยจึงไม่สามารถอธิบายได้ว่าพืชนั้นมีสิงโตลำคอ สีแดงเข้มของกลีบดอกมักจะมาพร้อมกับสีเขียวเข้มของลำต้น โดยธรรมชาติแล้ว กลีบดอกเบอร์กันดีและผักกาดหอมของลำต้นของพืชชนิดนี้ในวงศ์ labiaceae นั้นหายากมาก
คำอธิบายที่ถูกต้องเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ได้รับความช่วยเหลือจากกฎการเชื่อมโยงของมอร์แกน นักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกัน ผู้บุกเบิกการทำความเข้าใจกลไกการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
ทฤษฎีโครโมโซมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่รู้จักลักษณะสัมพัทธ์ของการประยุกต์ใช้รูปแบบ Mendelian แล้ว คำถามก็เกิดขึ้นว่าจะอธิบายข้อเท็จจริงของการสืบทอดพร้อมกันในลูกหลานของลักษณะสองอย่างหรือมากกว่าที่ได้รับจากผู้ปกครองได้อย่างไร Thomas Gent Morgan เสนอแนวคิดเรื่องการจัดเรียงเชิงเส้นของความโน้มเอียงทางพันธุกรรมในโครโมโซม เขาพิสูจน์ว่าส่วนดีเอ็นเอที่อยู่ติดกันในกระบวนการไมโอซิสผ่านเข้าไปในเซลล์สืบพันธุ์เดียวกัน และไม่แยกออกเป็นเซลล์สืบพันธุ์ที่แตกต่างกัน นักวิทยาศาสตร์เรียกปรากฏการณ์นี้ว่าการเชื่อมโยงยีน และกฎของมอร์แกนจึงเรียกว่ากฎการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
นักพันธุศาสตร์ได้รวมข้อมูลการทดลองจำนวนมากที่รวบรวมไว้ในทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่สอดคล้องกัน สะท้อนถึงผลการทดลอง กล่าวคือ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ายีนอยู่ในโครโมโซมเหมือนเม็ดบีด เรียงกันเป็นเส้นตรงตามลำดับ ต้องขอบคุณกฎของมอร์แกน ชีววิทยาได้รับหลักฐานว่าโครโมโซมที่ไม่คล้ายคลึงกันแต่ละโครโมโซมมีองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังมีความคิดที่ว่ายีนหลายตัวที่อยู่ในตำแหน่งที่อยู่ใกล้เคียงได้รับการถ่ายทอดมาด้วยกัน และจำนวนของสารเชิงซ้อนดังกล่าวจะเท่ากับชุดโครโมโซมเดี่ยว ดังนั้นในคาริโอไทป์ของมนุษย์จึงมีกลุ่มเชื่อมโยงของยีน 23 กลุ่ม
เรื่องราวการค้นพบกฎของมอร์แกน
ชีววิทยารู้ตัวอย่างมากมายว่าวัตถุที่มีชีวิตที่เลือกมาอย่างเหมาะสมสำหรับการทดลองในอนาคตจะกำหนดหลักสูตรการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ประสบความสำเร็จได้อย่างไร เช่นเดียวกับ Mendel มอร์แกนทำการทดลองหลายพันครั้งในห้องปฏิบัติการของเขา อย่างไรก็ตาม สำหรับพวกเขา เขาไม่ได้เลือกพืชที่มียีนหลายร้อยยีนในโครโมโซมขนาดใหญ่ แต่เป็นแมลง - แมลงหวี่ Drosophila
โครโมโซมของเธอเพียงสี่คู่เท่านั้นที่มองเห็นได้อย่างสมบูรณ์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ และองค์ประกอบยีนที่เรียบง่ายของพวกมันก็ง่ายต่อการศึกษาและศึกษา การทดลองของนักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกันมีพื้นฐานมาจากการผสมข้ามพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตพ่อแม่ของแมลงหวี่ ซึ่งมีความแตกต่างกันในด้านสีลำตัวและรูปร่างปีก ต่อมาทายาทที่เกิดทั้งหมดถูกข้ามด้วยแมลงวันที่มีสีดำและมีปีกสั้นและด้อยพัฒนาเท่านั้น กล่าวคือ ทำการวิเคราะห์กากบาท ผลลัพธ์คืออะไร? พวกมันไม่ตรงกับสัจพจน์ทางพันธุกรรมที่รู้จัก เนื่องจากแมลงวันบางตัวปรากฏในลูกหลานที่มีลักษณะหลายอย่างรวมกัน: ท้องสีเทา - ปีกที่ด้อยพัฒนาและลำตัวสีดำ - ปีกปกติ นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าส่วนของ DNA ที่ควบคุมสัญญาณของสีและรูปร่างของปีกนั้นอยู่ใกล้กับแมลงของสายพันธุ์นี้ - พวกมันเชื่อมโยงกันในโครโมโซมเดียวกัน แนวคิดนี้แสดงเพิ่มเติมในกฎของมอร์แกน
ข้ามไป
ในการทำนายของการแบ่งไมโอซิสที่ 1 สามารถสังเกตภาพที่ผิดปกติได้: โครมาทิดภายในของโครโมโซมน้องสาวแลกเปลี่ยนตำแหน่ง - ส่วนซึ่งกันและกัน ยิ่งยีนอยู่ใกล้กันมากเท่าไหร่ การแลกเปลี่ยนก็จะเกิดขึ้นน้อยลงเท่านั้น ดังนั้น หนึ่งในบทบัญญัติของกฎของมอร์แกนกล่าวว่าความถี่ของการแลกเปลี่ยนระหว่างยีนนั้นแปรผกผันกับระยะห่างระหว่างพวกมัน ซึ่งวัดเป็นมอร์แกนไนด์ การข้ามอธิบายปรากฏการณ์ที่สำคัญเช่นความแปรปรวนทางพันธุกรรม แท้จริงแล้ว ลูกหลานของคู่พ่อแม่นั้นดูไม่เหมือนร่างโคลนที่ลอกเลียนแบบลักษณะของพ่อหรือแม่โดยสิ้นเชิง มันมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่กำหนดบุคลิกของมันเอง
ความหมายของงานของโธมัส มอร์แกน
สูตรของกฎของมอร์แกน ซึ่งรวมถึงหลักสมมุติฐานที่เราได้พิจารณา ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในพันธุศาสตร์เชิงทฤษฎี งานปรับปรุงพันธุ์ทั้งหมดขึ้นอยู่กับมัน ตอนนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะพัฒนาพันธุ์สัตว์หรือพันธุ์พืชใหม่โดยไม่ทำนายล่วงหน้าถึงลักษณะหรือคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ที่คาดหวังไว้ล่วงหน้า
การสร้างแผนที่โครโมโซมของสิ่งมีชีวิตโดยคำนึงถึงบทบัญญัติของทฤษฎีการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ช่วยให้แพทย์ที่ทำงานด้านพันธุศาสตร์การแพทย์ระบุยีนที่บกพร่องล่วงหน้าและคำนวณความเสี่ยงของพยาธิสภาพในเด็กในครรภ์ได้อย่างแม่นยำสูง.