Quelle que soit la complexité de la structure d'un objet biologique, qu'il s'agisse d'une bactérie, d'une algue, d'un animal invertébré ou d'une personne, le nombre total de tous les signes d'un organisme est bien supérieur à sa composition chromosomique. Depuis le milieu du XXe siècle, la science sait que des caractéristiques d'une plante, d'un animal ou d'un micro-organisme telles que la couleur et la forme du corps, la taille des membres, les caractéristiques du métabolisme, sont codées dans des régions chromosomiques - les gènes. Combien de gènes possède chaque chromosome, dans quel ordre y sont-ils localisés, comment sont-ils hérités ? Ces questions d'une importance fondamentale ont trouvé une réponse dans la loi de Morgan, que nous étudierons dans notre article.
Pourquoi certains traits sont-ils hérités ensemble ?
Les généticiens d'observation, utilisant dans leurs recherches les schémas classiques découverts au XIXe siècle par Mendel, ont été confrontés à des problèmes insolubles. Ainsi, en appliquant la loi de l'héritage indépendant des traits, les chercheurs n'ont pas pu expliquer le fait que la plante ait un liongorge la couleur rouge foncé de la corolle accompagne presque toujours la couleur vert foncé de la tige. Dans la nature, la corolle bordeaux et la couleur laitue de la tige de cette plante de la famille des labiacées sont extrêmement rares.
Obtenir une explication correcte de ce phénomène a été facilité par la loi de liaison de Morgan, un généticien américain qui a fait une percée dans la compréhension des mécanismes de l'héritage génétique.
Théorie chromosomique de l'hérédité
Après que la nature relative de l'application des modèles mendéliens ait été reconnue par la plupart des scientifiques, la question s'est posée de savoir comment expliquer le fait de l'héritage simultané chez les descendants de deux traits ou plus reçus des parents. Thomas Gent Morgan a proposé l'idée d'un arrangement linéaire des inclinations héréditaires dans le chromosome. Il a prouvé que des segments d'ADN adjacents au cours du processus de méiose passent ensemble dans le même gamète et ne divergent pas dans différentes cellules germinales. Le scientifique a appelé ce phénomène la liaison des gènes, et la loi de Morgan a depuis été appelée la loi de l'héritage lié.
Le généticien a combiné les nombreuses données expérimentales recueillies dans une théorie scientifique cohérente. Il reflète les résultats d'expériences, à savoir: il a été prouvé que les gènes sont situés dans le chromosome comme des perles, linéairement les uns après les autres. Grâce à la loi de Morgan, la biologie a reçu la preuve que chaque chromosome non homologue contient sa propre composition héréditaire unique. De plus, l'idée du scientifique selon laquelleplusieurs gènes situés dans des locus voisins sont hérités ensemble, et le nombre de ces complexes est égal à l'ensemble haploïde de chromosomes. Ainsi, dans le caryotype humain, il existe 23 groupes de liaison génétique.
L'histoire de la découverte de la loi de Morgan
La biologie connaît de nombreux exemples de la manière dont un objet vivant correctement sélectionné pour des expériences futures a complètement déterminé le succès de la recherche scientifique. Comme Mendel, Morgan a mené des milliers d'expériences dans son laboratoire. Cependant, pour eux, il n'a pas choisi une plante qui contient des centaines de gènes dans son caryotype volumineux, mais un insecte - une mouche des fruits Drosophila.
Seules quatre paires de ses chromosomes étaient parfaitement visibles au microscope, et leur composition génétique simple était facile à étudier et à étudier. Les expériences du généticien américain sont basées sur le croisement d'organismes parents de la drosophile, qui différaient les uns des autres par la couleur du corps et la forme des ailes. Tous les descendants résultants ont ensuite été croisés uniquement avec des mouches de couleur noire et des ailes courtes et sous-développées, c'est-à-dire qu'un croisement d'analyse a été effectué. Quels ont été les résultats ? Ils ne coïncidaient avec aucun des postulats génétiques connus, car certaines des mouches sont apparues dans la progéniture avec des combinaisons de traits: un abdomen gris - des ailes sous-développées et un corps noir - des ailes normales. Le scientifique a suggéré que les sections d'ADN qui contrôlent les signes de couleur et de forme des ailes sont situées à proximité chez les insectes de cette espèce - elles sont liées dans le même chromosome. Cette idée a été exprimée plus en détail dans la loi de Morgan.
Traverser
Dans la prophase de la première division de la méiose, une image inhabituelle peut être observée: les chromatides internes des chromosomes sœurs échangent des loci - sections entre elles. Plus les gènes sont proches, moins il y a d'échanges - crossing over -. Par conséquent, l'une des dispositions de la loi de Morgan dit que la fréquence d'échange entre les gènes est inversement proportionnelle à la distance qui les sépare, mesurée en morganides. Le croisement explique un phénomène aussi important que la variabilité héréditaire. En effet, la progéniture de n'importe quel couple parental ne ressemble pas à un clone qui copie complètement les caractéristiques du père ou de la mère. Il a ses propres propriétés uniques qui déterminent son individualité.
Le sens des œuvres de Thomas Morgan
La formulation de la loi de Morgan, qui inclut les postulats de base que nous avons considérés, est largement utilisée en génétique théorique. Tout le travail d'élevage est basé là-dessus. Il est désormais impossible de développer une nouvelle race de variété animale ou végétale sans prédire à l'avance les combinaisons possibles de leurs traits ou propriétés utiles attendus.
La création de cartes chromosomiques d'organismes, en tenant compte des dispositions de la théorie de l'hérédité, aide les médecins travaillant dans le domaine de la génétique médicale à identifier à l'avance les gènes défectueux et à calculer avec une grande précision les risques de pathologies chez un enfant à naître.
