Краткое содержание: Параграф § 7 / Биология 11 класс

Общие принципы хромосомной теории и законы наследования

В начале XX века американский генетик Томас Морган и его коллеги использовали в своих исследованиях плодовую мушку дрозофилу (Drosophila melanogaster), у которой в соматических клетках насчитывается 8 хромосом. Их работа показала, что гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются сцепленно, попадая вместе в одну гамету, что строго противоречило закону независимого наследования признаков Менделя. В результате этих исследований было описано явление сцепленного наследования, известное как закон Моргана. При этом Морган и его сотрудники обнаружили, что сцепление не всегда бывает полным. У дигибридов во втором поколении наблюдались особи с рекомбинацией признаков, гены которых находились в одной хромосоме. Это объясняется процессом мейоза, когда гомологичные хромосомы (одна от отца, другая от матери) тесно сближаются (конъюгируют), а затем обмениваются гомологичными участками — явлением кроссинговера (перекреста). Этот процесс ведет к тому, что в каждой из новообразованных хромосом присутствуют как родительские, так и дочерние гены (гомологи), что, в свою очередь, обеспечивает генетическую изменчивость и служит важным фактором в эволюционном процессе.

Работы Моргана и его коллег легли в основу современной хромосомной теории наследственности, ключевые положения которой включают:

• Гены располагаются в хромосомах в линейном порядке, образуя группы сцепления.
• Аллельные гены находятся в одних и тех же локусах гомологичных хромосом.
• В процессе мейоза может происходить кроссинговер (перекрест хромосом), который обеспечивает обмен аллельными генами между гомологичными локусами.

Также в параграфе обсуждается развитие представлений о гене. В 1909 году Вильгельм Иогансен предложил этот термин для обозначения элементарной единицы наследственной информации. Изначально ген рассматривался как абстрактная единица, но позже его стали ассоциировать с материальным носителем, которым является молекула ДНК. В настоящее время ген определяется как участок ДНК, несущий информацию о структуре конкретного белка.

Генетика пола и наследование, сцепленное с полом

Большинство организмов имеет половое различие (мужской и женский пол). У многих животных, включая человека, самки являются гомогаметными (XX), а самцы — гетерогаметными (XY). Однако у птиц и некоторых рептилий ситуация обратная: самцы гомогаметны (ZZ), а самки гетерогаметны (ZW или XY). Пол также может определяться количеством хромосом, как у пчел, или может меняться в течение жизни, как у некоторых рыб.

У дрозофилы (представителя группы организмов, где пол гетерогаметен) пол зависит не только от наличия определенных половых хромосом (X и Y), но и от соотношения их числа к количеству аутосом. При соотношении \( X:A = 1 \) особь развивается в самку, а если отношение \( X:A < 1 \), то в самца. При \( X:A = 1/2 \) формируется самец, при \( X:A > 1 \) — самка, а при промежуточных значениях возникают интерсексы (бесплодные особи).

Признаки, гены которых расположены на половых хромосомах, называются сцепленными с полом. Например, ген, кодирующий белок VIII фактора свертывания крови (при недостатке которого развивается гемофилия А), находится в Х-хромосоме. Если ген доминантный \( F \), то белок синтезируется, и кровь свертывается нормально. Если ген рецессивный \( f \) , то возникает гемофилия. У женщин \( X^F X^F \) — здоровый организм, \( X^F X^f \) — носитель, \( X^f X^f \) — летальный вариант, не встречается в природе. У мужчин \( X^F Y \) — здоровый организм, \( X^f Y \) — больной гемофилией. Женщины могут быть только носителями гемофилии, но не болеют ею, поскольку они всегда являются носителями доминантного аллеля. Мужчины с рецессивным аллелем всегда больны, так как имеют всего одну Х-хромосому.

В параграфе также представлен пример наследования окраса шерсти у кошек: черепаховый окрас (трехцветный) обусловлен наличием двух разных аллелей в Х-хромосоме, что делает этот признак сцепленным с полом.

В конце параграфа представлено решение генетической задачи на наследование, сцепленное с полом (дальтонизм).