Terlepas dari kerumitan struktur objek biologis, baik itu bakteri, alga, hewan invertebrata, atau manusia, jumlah total semua tanda organisme jauh lebih besar daripada komposisi kromosomnya. Sejak pertengahan abad ke-20, sains telah mengetahui bahwa karakteristik tanaman, hewan, atau mikroorganisme seperti warna dan bentuk tubuh, ukuran anggota badan, karakteristik metabolisme, dikodekan di daerah kromosom - gen. Berapa banyak gen yang dimiliki setiap kromosom, dalam urutan apa mereka berada di dalamnya, bagaimana mereka diwarisi? Pertanyaan mendasar yang penting ini dijawab oleh hukum Morgan, yang akan kita pelajari di artikel kita.
Mengapa beberapa sifat diwarisi bersama?
Para ilmuwan genetika observasional, yang menggunakan pola klasik dalam penelitian mereka yang ditemukan pada abad ke-19 oleh Mendel, menghadapi masalah yang sulit dipecahkan. Jadi, dengan menerapkan hukum pewarisan sifat independen, para peneliti tidak dapat menjelaskan fakta bahwa tanaman itu memiliki singatenggorokan warna merah tua dari mahkota hampir selalu menyertai warna hijau tua dari batang. Di alam, warna burgundy corolla dan selada dari batang tanaman dari famili labiaceae ini sangat langka.
Mendapatkan penjelasan yang benar tentang fenomena ini dibantu oleh hukum keterkaitan Morgan, seorang ahli genetika Amerika yang membuat terobosan dalam memahami mekanisme pewarisan gen.
Teori pewarisan kromosom
Setelah sifat relatif penerapan pola Mendel diakui oleh sebagian besar ilmuwan, muncul pertanyaan tentang bagaimana menjelaskan fakta pewarisan simultan pada keturunan dari dua atau lebih sifat yang diterima dari orang tua. Thomas Gent Morgan mengusulkan gagasan pengaturan linier dari kecenderungan turun-temurun dalam kromosom. Dia membuktikan bahwa segmen DNA yang berdekatan dalam proses meiosis masuk ke gamet yang sama bersama-sama, dan tidak menyimpang ke sel germinal yang berbeda. Ilmuwan menyebut fenomena ini hubungan gen, dan hukum Morgan sejak itu disebut hukum pewarisan terkait.
Ahli genetika menggabungkan banyak data eksperimen yang dikumpulkan menjadi teori ilmiah yang koheren. Ini mencerminkan hasil eksperimen, yaitu: terbukti bahwa gen terletak di kromosom seperti manik-manik, secara linier satu demi satu. Berkat hukum Morgan, biologi telah menerima bukti bahwa setiap kromosom non-homolog mengandung komposisi herediter yang unik. Selain itu, gagasan ilmuwan bahwabeberapa gen yang terletak di lokus tetangga diwarisi bersama, dan jumlah kompleks tersebut sama dengan set kromosom haploid. Jadi, dalam kariotipe manusia ada 23 kelompok tautan gen.
Kisah penemuan hukum Morgan
Biologi mengetahui banyak contoh bagaimana objek hidup yang dipilih dengan tepat untuk eksperimen di masa depan sepenuhnya menentukan keberhasilan penelitian ilmiah. Seperti Mendel, Morgan melakukan ribuan eksperimen di laboratoriumnya. Namun, bagi mereka, ia memilih bukan tanaman yang mengandung ratusan gen dalam kariotipenya yang besar, melainkan serangga - lalat buah Drosophila.
Hanya empat pasang kromosomnya yang terlihat sempurna di bawah mikroskop, dan komposisi gennya yang sederhana mudah dipelajari dan dipelajari. Eksperimen ahli genetika Amerika didasarkan pada persilangan organisme induk Drosophila, yang berbeda satu sama lain dalam warna tubuh dan bentuk sayap. Semua keturunan yang dihasilkan kemudian disilangkan hanya dengan lalat yang memiliki warna hitam dan sayap pendek yang kurang berkembang, yaitu, persilangan analisis dilakukan. Apa hasilnya? Mereka tidak bertepatan dengan salah satu postulat genetik yang diketahui, karena beberapa lalat muncul pada keturunannya dengan kombinasi ciri-ciri: perut abu-abu - sayap terbelakang dan tubuh hitam - sayap normal. Ilmuwan menyarankan bahwa bagian DNA yang mengontrol tanda-tanda warna dan bentuk sayap terletak di dekat serangga dari spesies ini - mereka terkait dalam kromosom yang sama. Ide ini lebih lanjut diungkapkan dalam hukum Morgan.
Menyeberang
Dalam profase pembelahan pertama meiosis, gambar yang tidak biasa dapat diamati: kromatid internal dari kromosom saudara bertukar lokus - bagian satu sama lain. Semakin dekat letak gen, semakin sedikit pertukaran - pindah silang - terjadi. Oleh karena itu, salah satu ketentuan hukum Morgan mengatakan bahwa frekuensi pertukaran antara gen berbanding terbalik dengan jarak antara mereka, diukur dalam morganides. Pindah silang menjelaskan fenomena penting seperti variabilitas herediter. Memang, keturunan dari pasangan orang tua mana pun tidak terlihat seperti tiruan yang sepenuhnya meniru karakteristik ayah atau ibu. Ia memiliki sifat uniknya sendiri yang menentukan individualitasnya.
Makna Karya Thomas Morgan
Perumusan hukum Morgan, yang mencakup postulat dasar yang telah kita bahas, digunakan secara luas dalam genetika teoretis. Semua pekerjaan pemuliaan didasarkan pada itu. Saat ini tidak mungkin untuk mengembangkan jenis baru dari varietas hewan atau tumbuhan tanpa memprediksi terlebih dahulu kemungkinan kombinasi dari sifat atau sifat berguna yang diharapkan.
Membuat peta kromosom organisme, dengan mempertimbangkan ketentuan teori hereditas, membantu dokter yang bekerja di bidang genetika medis untuk mengidentifikasi gen yang cacat terlebih dahulu dan menghitung risiko patologi pada anak yang belum lahir dengan akurasi tinggi.
