«Работы Т.Моргана и его учеников. Сцепленное наследование и явление перекрёста» Выполнила : Анисова Мадина Алексеевна Группа: ЭиП-б-0-Д-2024-1 Содержание: Введение: 1. Биография Томаса Моргана Родился 25 сентября 1866 года в Лексингтоне (штат Кентукки). Старший сын дипломата Моргана. С детства питал склонность к естествознанию — обследовал округу, собирая коллекции окаменелостей, насекомых и растений. В юношеском возрасте два летних сезона провёл в горах родного штата, занимаясь геологическими и биологическими изысканиями в экспедиции Геологической службы США. В 1886 году Моргану была присвоена степень бакалавра в Государственном колледже штата Кентукки (преобразован в Кентуккийский университет). В 1887 году он поступил в Университет Джонса Хопкинса (Школа медицины Джонса Хопкинса) и три года спустя получил докторскую степень за исследования в области эмбриологии морских пауков. Освоив сравнительные и описательные методы биологии, Морган пришёл к выводу, что с их помощью невозможно объяснить механизм наследственной передачи признаков. В 1897 году, изучая способность животных к регенерации (восстановление организмом утраченных частей тела), учёный опубликовал первую работу на эту тему — начало серии статей, впоследствии обобщённых в труде «Регенерация» (1901), — где подчёркнута взаимосвязь между регенерацией и эмбриональным развитием. В 1904 году Морган был назначен профессором экспериментальной зоологии Колумбийского университета, где продолжил занятия эмбриологией. В 1900 году были переоткрыты законы наследования признаков Г. Менделя. Это вызвало у Моргана интерес к новой сфере знаний — генетике. Исследуя мушку дрозофилу, обладающей всего четырьмя парами хромосом, высокой скоростью размножения и короткой продолжительностью жизни, учёный вместе со своими учениками К. Бриджесом, А. Стёртевантом и Г. Мёллером сформулировал так называемую хромосомную теорию наследственности. Обнаружив сцепленное наследование признаков, он предположил, что гены в хромосоме располагаются в тесной близости друг к другу, и составил «карты», отражающие эту картину. В 1933 году Моргану была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности». Умер 4 декабря 1945 года в Пасадене (штат Калифорния) от желудочного кровотечения. 2. Работы Томаса Моргана Опыты Моргана Для своих опытов Томас Хант Морган выбрал плодовую мушку дрозофилу (Drosophila melanogaster) из-за её короткого жизненного цикла, большого количества потомства и четырёх пар хромосом, что упрощало наблюдение за наследственными изменениями. Раз в две недели при температуре +25°С дрозофила приносит многочисленное потомство. Внешне самка и самец различаются тем, что самец имеет брюшко меньше и темнее. Всего у дрозофил 88 хромосом в диплоидном наборе. При этом мушки легко размножаются в пробирках на недорогой питательной среде. Морган проводил опыты в лаборатории Колумбийского университета. Он скрещивал мушку дрозофилу с серым телом и нормальными крыльями с мушкой, имеющей тёмное тело и зачаточные крылья. В первом поколении получились гибриды, имеющие серое тело и нормальные крылья. Ген, определяющий серую окраску тела, доминирует над геном, отвечающим за тёмную окраску тела, а ген, отвечающий за нормальное развитие крыльев, доминирует над геном, обусловливающим недоразвитость крыльев. При проведении анализирующего скрещивания самки гибрида 1-го поколения с самцом, имевшим рецессивные признаки, теоретически должны были получить потомство с комбинациями этих признаков в соотношении 1:1:1:1. Но в потомстве преобладали особи с признаками родительских форм: 41,5% — серые с нормальными крыльями и 41,5% — тёмные с зачаточными крыльями. Только небольшая часть мушек имела отличное от родителей сочетание признаков: 8,5% — тёмные с нормальными крыльями и 8,5% — серые с зачаточными крыльями. Получение таких результатов было возможным только в случае, если гены, которые отвечают за окраску тела и форму крыльев, были соединены между собой. Так выяснилось, что гены образуют группы сцепления, то есть гены одной группы наследуются сцеплено, а гены разных групп — независимо. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления и наследуются совместно. Количество групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом. Морган сделал предположение, что гены локализованы на хромосомах Группы сцепления разрушаются при кроссинговере, когда происходит обмен участками гомологичных хромосом в профазу первого деления мейоза. Если гены, отвечающие за окраску тела, и гены, отвечающие за длину крыльев, локализованы в одной хромосоме, то при скрещивании должны были получиться две группы особей, которые повторяют признаки родительских организмов, потому что организм матери должен образовывать гаметы только двух типов — АВ и ab, а организм отца — один тип ab. Тогда в потомстве должны были образоваться группы особей с генотипами AaBb и aabb. Но в потомстве появились в небольшом количестве особи с перекомбинированными признаками, то есть с генотипами Aabb и aaBb. Это объясняется механизмом образования половых клеток — мейозом. В профазе первого деления мейоза гомологичные хромосомы конъюгируют, в этот момент происходит обмен участками. Однако в результате кроссинговера в части клеток происходит обмен участками хромосом между генами А и В, появляются гаметы Аb и aB, поэтому в потомстве образуются 4 группы фенотипов. Так как кроссинговер происходит при образовании малой части гамет, числовое соотношение фенотипов не соответствует соотношению 1:1:1:1. В результате получаются гибридные особи с иным сочетанием признаков, чем у родителей, — рекомбинанты. Расстояние между генами измеряется в морганидах — условных единицах, соответствующих проценту кроссоверных гамет или проценту рекомбинантов. Так, расстояние между генами серой окраски тела и длинных крыльев, как и тёмной окраски тела и зачаточных крыльев у дрозофилы равно 17%, или 17 морганидам. Основные положения хромосомной теории наследственности Моргана Гены, которые отвечают за наследование признаков, находятся в хромосомах. Гены в хромосоме расположены в линейной последовательности, каждый ген имеет своё место в хромосоме — локус. У различных хромосом неодинаковое число генов, набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален. Аллели генов занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления, то есть наследуются сцепленно (совместно), вследствие чего происходит сцепленное наследование некоторых признаков. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом данного вида (у гомогаметного пола) или на один больше (у гетерогаметного пола). Сцепление нарушается в результате кроссинговера (перекрёста) — процесса обмена участками хромосом в профазе первого деления мейоза, частота которого прямо пропорциональна расстоянию между генами в хромосоме (поэтому сила сцепления находится в обратной зависимости от расстояния между генами). Для каждого биологического вида характерен определённый набор хромосом — кариотип. Благодаря экспериментам Моргана стало понятно, что гены, находящиеся в одной хромосоме, наследуются сцепленно, попадая в одну гамету, то есть два признака всегда наследуются вместе. Это явление назвали законом сцепленного наследования признаков. Значение открытия Моргана Хромосомная теория наследственности Томаса Ханта Моргана принесла революционные изменения в понимание генетики. Опыты Моргана привели к созданию первых генетических карт, на которых гены были расположены в хромосомах в определенном порядке. Открытие сцепленного наследования и кроссинговера показало, что гены на одной хромосоме могут быть перераспределены, что приводит к генетическому разнообразию. Работы Моргана положили начало современной эре генетики и молекулярной биологии, позволив ученым понять, как гены контролируют развитие и функционирование организмов. В начале XX века ученым было известно о роли хромосом в наследовании, в 1909 году датский генетик Вильгельм Йоханнсен ввел термин «ген», были выявлены половые хромосомы и способы передачи наследственной информации. В 1933 году Томас Хант Морган был удостоен Нобелевской премии за большой вклад в медицину и физиологию, а именно за его работу о роли хромосом в процессах наследования. Ученики Томаса Моргана и их работы 1. Альфред Генри Стертевант: Картографирование генов Альфред Генри Стертевант (1891-1970) был одним из первых и наиболее одаренных учеников Моргана. Его главным достижением стало создание первой генетической карты хромосомы. В 1913 году, будучи еще студентом, Стертевант предложил концепцию генетического картирования, основанную на частоте кроссинговера между генами. Он предположил, что гены расположены линейно на хромосомах, и что расстояние между генами пропорционально частоте рекомбинации между ними. Стертевант провел серию экспериментов с *Drosophila*, анализируя наследование различных признаков, таких как цвет глаз, форма крыльев и цвет тела. Он обнаружил, что некоторые признаки наследуются вместе чаще, чем другие, и что частота совместного наследования зависит от расстояния между генами, определяющими эти признаки. На основе этих данных Стертевант построил первую генетическую карту хромосомы, показав относительное расположение генов друг относительно друга. Эта работа стала краеугольным камнем хромосомной теории наследственности и открыла путь к картированию геномов различных организмов. Она позволила ученым понять, как гены организованы на хромосомах и как они взаимодействуют друг с другом. Стертевант также внес значительный вклад в понимание генетики пола и мутагенеза. 2. Кэлвин Блэкмен Бриджес: Нерасхождение хромосом и политенные хромосомы Кэлвин Блэкмен Бриджес (1889-1938) был известен своей исключительной тщательностью и вниманием к деталям. Его главным открытием стало явление нерасхождения хромосом (non-disjunction). Бриджес изучал наследование признаков, сцепленных с полом у *Drosophila*, и обнаружил, что в некоторых случаях потомство получало аномальное число половых хромосом. Он показал, что это происходит из-за того, что хромосомы не разделяются правильно во время мейоза, что приводит к образованию гамет с аномальным числом хромосом. Это открытие стало важным доказательством хромосомной теории наследственности, поскольку показало, что аномальное число хромосом приводит к аномальным фенотипам. Бриджес также внес значительный вклад в изучение политенных хромосом слюнных желез *Drosophila*. Эти хромосомы являются гигантскими копиями хромосом, которые образуются в результате многократной репликации ДНК без разделения хромосом. Бриджес разработал подробные карты политенных хромосом, что позволило использовать их для изучения структуры и функции генов. Политенные хромосомы стали важным инструментом для изучения хромосомной организации и регуляции экспрессии генов. 3. Герман Джозеф Мёллер: Мутагенное действие рентгеновских лучей Герман Джозеф Мёллер (1890-1967) был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1946 году за открытие мутагенного действия рентгеновских лучей. В 1927 году Мёллер опубликовал результаты своих экспериментов, в которых он показал, что рентгеновское излучение может вызывать мутации в генах *Drosophila*. Он облучал мух рентгеновскими лучами и обнаружил, что у потомства облученных мух значительно увеличивается частота мутаций. Это открытие имело огромные последствия для понимания природы мутаций и их роли в эволюции. Оно также показало, что мутации могут быть вызваны внешними факторами, такими как радиация.19:50 Мёллер также активно выступал за использование генетических знаний для улучшения здоровья человека и предотвращения генетических заболеваний. Он предупреждал об опасности воздействия радиации на генетический материал и призывал к осторожному использованию рентгеновских лучей в медицине и промышленности. 4. Теодор Добжанский: Синтез генетики и теории эволюции Теодор Добжанский (1900-1975) был одним из ведущих эволюционных генетиков XX века. Его главным достижением стало синтез генетики и теории эволюции Дарвина. Добжанский показал, как генетические изменения в популяциях приводят к эволюционным изменениям. Он изучал генетическое разнообразие в природных популяциях *Drosophila* и обнаружил, что популяции содержат большое количество генетических вариантов. Он показал, что эти генетические варианты подвергаются естественному отбору, и что наиболее приспособленные варианты выживают и размножаются, что приводит к изменению генетического состава популяции со временем. Его книга "Генетика и происхождение видов" (1937) стала классикой эволюционной биологии. В этой книге Добжанский представил убедительные доказательства того, что эволюция является генетическим процессом, и что генетика является ключом к пониманию эволюции. Заключение :