ทฤษฎีโครโมโซมของมอร์แกน: คำจำกัดความ บทบัญญัติหลัก และคุณลักษณะ

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 17:57

ทำไมลูกหน้าเหมือนพ่อแม่? เหตุใดโรคบางชนิดจึงพบได้บ่อยในบางครอบครัว เช่น ตาบอดสี, ตาพร่ามัว, ข้อต่อขาดน้ำ, โรคซิสติกไฟโบรซิส? เหตุใดจึงมีโรคมากมายที่มีแต่ผู้หญิงเท่านั้นที่ทุกข์ทรมานและอื่น ๆ - เฉพาะผู้ชาย? ทุกวันนี้ เราทุกคนรู้ดีว่าต้องหาคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้โดยถ่ายทอดทางพันธุกรรม นั่นคือ โครโมโซมที่เด็กได้รับจากผู้ปกครองแต่ละคน และวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ก็เป็นหนี้ความรู้นี้กับโธมัส ฮันท์ มอร์แกน นักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกัน เขาอธิบายกระบวนการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมและพัฒนาร่วมกับเพื่อนร่วมงาน ทฤษฎีโครโมโซมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม (มักเรียกว่าทฤษฎีโครโมโซมของมอร์แกน) ซึ่งกลายเป็นรากฐานสำคัญของพันธุศาสตร์สมัยใหม่

ประวัติการค้นพบ

จะผิดถ้าจะบอกว่าโทมัส มอร์แกนเป็นคนแรกๆ ที่เริ่มให้ความสนใจในการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรม นักวิจัยกลุ่มแรกที่พยายามทำความเข้าใจบทบาทของโครโมโซมในมรดกเราสามารถพิจารณาผลงานของ Chistyakov, Beneden, Rabl ในยุค 70-80 ของศตวรรษที่ XIX

จากนั้นก็ไม่มีกล้องจุลทรรศน์ที่มีประสิทธิภาพพอที่จะเห็นโครงสร้างโครโมโซม และคำว่า "โครโมโซม" เองก็ไม่มีในตอนนั้นเช่นกัน ได้รับการแนะนำโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Heinrich Waldeyr ในปี 1888

นักชีววิทยาชาวเยอรมันชื่อ Theodor Boveri จากการทดลองของเขา ได้พิสูจน์ว่าสำหรับการพัฒนาตามปกติของสิ่งมีชีวิต มันต้องการโครโมโซมจำนวนปกติสำหรับสปีชีส์ของมัน และส่วนเกินหรือขาดของพวกมันทำให้เกิดความผิดปกติอย่างรุนแรง เมื่อเวลาผ่านไป ทฤษฎีของเขาได้รับการยืนยันอย่างยอดเยี่ยม เราสามารถพูดได้ว่าทฤษฎีโครโมโซมของ T. Morgan มีจุดเริ่มต้นอย่างแม่นยำด้วยการวิจัยของ Boveri

เริ่มวิจัย

โทมัส มอร์แกนจัดการสรุปความรู้ที่มีอยู่เกี่ยวกับทฤษฎีการถ่ายทอดทางพันธุกรรม เสริมและพัฒนามัน เพื่อเป็นวัตถุในการทดลอง เขาเลือกแมลงวันผลไม้ ไม่ใช่โดยบังเอิญ เป็นวัตถุในอุดมคติสำหรับการวิจัยเกี่ยวกับการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม - มีเพียงสี่โครโมโซม, การเจริญพันธุ์, อายุขัยสั้น มอร์แกนเริ่มทำการวิจัยโดยใช้แมลงวันที่สะอาด ในไม่ช้าเขาก็ค้นพบว่าในเซลล์สืบพันธุ์มีโครโมโซมชุดเดียว นั่นคือ 2 แทนที่จะเป็น 4 มอร์แกนที่กำหนดโครโมโซมเพศหญิงเป็น X และผู้ชายเป็น Y

มรดกทางเพศ

ทฤษฎีโครโมโซมของมอร์แกนแสดงให้เห็นว่ามีลักษณะบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับเพศ แมลงวันซึ่งนักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองของเขามักจะมีตาสีแดง แต่เป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ของยีนนี้ในประชากรบุคคลที่มีตาขาวปรากฏตัวขึ้นและในหมู่พวกเขามีผู้ชายมากขึ้น ยีนที่รับผิดชอบต่อสีของดวงตาของแมลงวันนั้นแปลเป็นภาษาท้องถิ่นบนโครโมโซม X ไม่ใช่บนโครโมโซม Y นั่นคือเมื่อข้ามเพศหญิงบนโครโมโซม X หนึ่งซึ่งมียีนกลายพันธุ์และชายตาขาวความน่าจะเป็นที่จะมีลักษณะนี้ในลูกหลานจะสัมพันธ์กับเพศ วิธีที่ง่ายที่สุดในการแสดงสิ่งนี้อยู่ในแผนภาพ:

• P: XX' x X'Y;
• F_{1: XX', XY, X'X', X'Y.}

X - โครโมโซมเพศของเพศหญิงหรือชายที่ไม่มียีนสำหรับดวงตาสีขาว โครโมโซม X' กับยีนตาขาว

ถอดรหัสผลการข้าม:

• ХХ' - ผู้หญิงตาแดง พาหะของยีนตาแก่ เนื่องจากการมีอยู่ของโครโมโซม X ตัวที่สอง ยีนที่กลายพันธุ์นี้จึง "ทับซ้อนกัน" โดยยีนที่มีสุขภาพดี และลักษณะไม่ปรากฏในฟีโนไทป์
• X'Y ชายตาขาวที่ได้รับโครโมโซม X ที่มียีนกลายพันธุ์จากแม่ของเขา เนื่องจากมีโครโมโซม X เพียงตัวเดียว จึงไม่มีอะไรครอบคลุมลักษณะกลายพันธุ์และมันจึงปรากฏในลักษณะฟีโนไทป์
• X'X' เป็นผู้หญิงตาขาวที่ได้รับโครโมโซมที่มียีนกลายพันธุ์จากพ่อและแม่ของเธอ ในเพศหญิง เฉพาะในกรณีที่โครโมโซม X ทั้งสองมียีนสำหรับดวงตาสีขาวเท่านั้นจึงจะปรากฏในฟีโนไทป์

ทฤษฎีโครโมโซมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมโดยโธมัส มอร์แกน อธิบายกลไกการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของโรคทางพันธุกรรมหลายอย่าง เนื่องจากมียีนจำนวนมากบนโครโมโซม X มากกว่าบนโครโมโซม Y จึงเป็นที่แน่ชัดว่ามันมีหน้าที่รับผิดชอบต่อลักษณะเฉพาะส่วนใหญ่ของสิ่งมีชีวิต โครโมโซม X ถูกส่งผ่านจากแม่ไปยังลูกชายและลูกสาว พร้อมกับยีนที่รับผิดชอบต่อคุณสมบัติของร่างกาย อาการภายนอก และโรคต่างๆ ตามด้วย X-linked มีการสืบทอด Y-linked แต่ผู้ชายเท่านั้นที่มีโครโมโซม Y ดังนั้นหากมีการกลายพันธุ์เกิดขึ้นก็สามารถส่งต่อไปยังลูกหลานชายเท่านั้น

ทฤษฎีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของโครโมโซมของมอร์แกนช่วยให้เข้าใจรูปแบบการแพร่ของโรคทางพันธุกรรม แต่ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการรักษายังไม่ได้รับการแก้ไข

ข้ามไป

ระหว่างการวิจัยโดย Alfred Sturtevant ลูกศิษย์ของ Thomas Morgan ได้ค้นพบปรากฏการณ์ของการข้ามผ่าน จากการทดลองเพิ่มเติมพบว่า การผสมข้ามพันธุ์ของยีนจึงปรากฏขึ้น เป็นผู้ที่ละเมิดกระบวนการเชื่อมโยงมรดก

ดังนั้น ทฤษฎีโครโมโซมของที. มอร์แกนจึงได้รับตำแหน่งที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง - การข้ามเกิดขึ้นระหว่างโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน และความถี่ของมันถูกกำหนดโดยระยะห่างระหว่างยีน

พื้นฐาน

เพื่อจัดระบบผลการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ เราขอนำเสนอบทบัญญัติหลักของทฤษฎีโครโมโซมของมอร์แกน:

1. สัญญาณของสิ่งมีชีวิตขึ้นอยู่กับยีนที่ฝังอยู่ในโครโมโซม
2. ยีนบนโครโมโซมเดียวกันจะถูกส่งต่อไปยังลูกหลานที่เชื่อมโยงกัน ความแข็งแกร่งของการเชื่อมโยงดังกล่าวมีมากขึ้น ระยะห่างระหว่างยีนยิ่งน้อยลง
3. การข้ามเกิดขึ้นในโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน
4. เมื่อทราบความถี่ของการข้ามโครโมโซมบางตัว เราก็สามารถคำนวณระยะห่างระหว่างยีนได้

ตำแหน่งที่สองของทฤษฎีโครโมโซมของมอร์แกนก็เช่นกันเรียกว่ากฏของมอร์แกน

การรับรู้

ผลการวิจัยได้รับอย่างยอดเยี่ยม ทฤษฎีโครโมโซมของมอร์แกนเป็นความก้าวหน้าทางชีววิทยาของศตวรรษที่ยี่สิบ ในปี 1933 สำหรับการค้นพบบทบาทของโครโมโซมในการถ่ายทอดทางพันธุกรรม นักวิทยาศาสตร์ได้รับรางวัลโนเบล

ไม่กี่ปีต่อมา Thomas Morgan ได้รับรางวัล Copley Medal สำหรับความเป็นเลิศทางพันธุศาสตร์

ตอนนี้กำลังศึกษาทฤษฎีโครโมโซมของมอร์แกนในโรงเรียน บทความและหนังสือมากมายมอบให้เธอ

ตัวอย่างมรดกทางเพศ

ทฤษฎีโครโมโซมของมอร์แกนแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตถูกกำหนดโดยยีนของมัน ผลลัพธ์พื้นฐานที่ได้รับโดยโธมัส มอร์แกน ได้ตอบคำถามเกี่ยวกับการแพร่กระจายของโรค เช่น ฮีโมฟีเลีย โลว์ซินโดรม ตาบอดสี โรคบรูตตัน

ปรากฎว่ายีนสำหรับโรคเหล่านี้อยู่บนโครโมโซม X และในผู้หญิงโรคเหล่านี้มักไม่ค่อยเกิดขึ้นเนื่องจากโครโมโซมที่แข็งแรงสามารถซ้อนทับโครโมโซมกับยีนโรคได้ ผู้หญิงที่ไม่รู้เรื่องนี้อาจเป็นพาหะของโรคทางพันธุกรรม ซึ่งจากนั้นก็แสดงออกในเด็ก

ในผู้ชาย โรค X-linked หรือฟีโนไทป์ปรากฏขึ้นเพราะไม่มีโครโมโซม X ที่แข็งแรง

T ทฤษฎีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของมอร์แกนใช้ในการวิเคราะห์ประวัติครอบครัวสำหรับโรคทางพันธุกรรม