«Кроссинговер нәтижесінде белгілердің тұқым қуалау заңдылықтарының бұзылуы». Биология, 10 сынып, дидактикалық материал.

Тіркес тұқым қуалау. Морган бірінші ұрпақтағы дигетерозиготалы аналық шыбынды қайтадан шала қанатты қара денелі аталық шыбынмен кері будандастырғанда, екінші ұрпақта төрт түрлі фенотиптері бар дарақтар алған. Олардың пайыздық мөлшерлері әр түрлі: 41,5% жетік қанатты сұр денелі, 41,5% шала қанатты қара денелі шыбындар, ал 8,5% шала қанатты сұр денелі және 8,5% жетік қанатты қара денелі шыбындар болған.

Томас Морган тұжырымдамасы:

1. Гендер хромосомада бір сызықтың бойымен тібектеле орналасқан. Әр геннің хромосомада нақтылы орны болады;

2. Бір хромосомада орналасқан гендер тіркесу топтарын құрайды. Тіркесу топтарының саны сол ағзаға тән хромосомалардың гаплоидты санына сәйкес келеді;

3. Гомологты хромосомалардың арасында аллельді гендерінің алмасуы жүреді.

4. Хромосомадағы гендерінің арақашықтығы айқасу жиілігіне тура пропорционалды.

Кроссинговер (ағылш. crossіng-over – айқасу) – гомологтықхромосомалардың ұқсас бөліктері арасындағы ажырау және қайта бірігу нәтижесінде болатын айқасу. Кроссинговер І-ші мейоздың профазасындажүреді және әр түрлі гендердің аллельдерінің жаңа комбинацияларының түзілуіне әкеледі. Мейоз процесінде гомологты хромосомалар әр ядроға ажыраудың алдында бір-біріне қарама-қарсы орналасады. Осы уақытта екі гомологты хромосомалардың бөліктері үзіліп, олар осы хромосомалардың басқа бөліктерімен айқасып қайта жалғасады. Кроссинговер тұқым қуалайтын өзгергіштіктің бір түрі болып саналады, соның нәтижесінде ұрпақтардың генетик. әр түрлілігі артады. Кроссинговер – популяциядағыкомбинативті өзгергіштікті қамтамасыз ететін және табиғи сұрыптауға материал бола алатын маңызды механизм.

Жыныстық гендерді анықтау. Ұрпақтардың жынысы жыныс жасушалардың генетикалық материалымен анықталады. Анығырақ айтқанда болашақ ағзаның жынысы ұрық біте бастаған – зиготаның ұрықтану сәтінде анықталады, сөйтіп дарақтың келесі даму сатыларында өзгермейтін болады. Зиготада 44 аутосомасы бар..

Х - хромосомада болады. Гемофилия ; Түсті ажыратпаушылық ;Қоңыр кіреукелі тіс

У- хромосомада болады. Құлақ қалқанының жиегіндегі түк ; Саусақ арасындағы жарғақ; Қаңқа,бұлшықеттер-дің қарқынды дамуы.

Бір хромосомада орналасқан гендердің айқаса алмай, бірігіп тұқым қуалауын гендердің тіркесуі деп атайды. Яғни, олар бір-бірінен тәуелсіз ажырап кетпей, бірге тұқым қуалайды. Алғаш рет бұл құбылысты 1905 жылы У. Бэтсон және Р. Пеннет хош иісті бұршақ өсімдігіне жасаған тәжірибелерінде ашқан болатын. Бұл заңдылықтың теориялық тұжырымдамасын жасаған және терең зерттеген ғалым Т. Морган болды. Кез келген жоғары сатыдағы организмдерде гендердің саны хромосомалардың санынан артық болады. Мысалы, адамның 46 хромосомасында соңғы деректерге сүйенсек, 26 мыңнан 40 мыңға жуық гендер, ал дрозофила шыбынының 4 жұп хромосомасында 7000 ген бар деген болжам бар.

Бір жұп хромосомада бірнеше мың ген болады. Бір хромосомада орналасқан гендерді тіркескен гендер деп атайды. Ол гендер тіркесу тобын құрайды. Жасушаныңмейоздың бөлінуі кезінде тіркескен гендер бір гаметаға түседі. Т. Морган тіркесу құбылысын анықтау мақсатында зерттеу нысаны ретінде жеміс шыбынын — дрозофила меланогастерді алады. Себебі оның мынадай ерекшеліктері бар. Олар:

Дрозофила меланогастер

• аз уакыт ішінде ұрпақ береді. 8—10 күн
• ұрпақтарының саны көп, 2-3 аналық, бір аталықтан 500— 600 ұрпақ шыбын алады
• өзгерген түрлері көп
• хромосома саны аз. 4 жұп — 8. Денесінің түсі сұр, қалыпты қанатты шыбынды денесінің түсі қара, жетілмеген қанатты аталырымен будандастырады.

Бірінші ұрпақ будандарының барлығы денесінің түсі сұр, жетілген қанатты болады. Бірінші ұрпақ будандарын өз-өзімен будандастырғанда, F₂ ұрпақта белгілердің фенотипі бойынша ажырауы тәуелсіз тұқым қуалау заңына сәйкес болмай (9:3:3:1), ата-анасының белгілері бойынша 3:1 сан қатынасында ажырайды.

Белгілердің 3:1 қатынасында ажырауын, дененің түсін, қанатының пішінін анықтайтын гендер бір жұп хромосомада орналасатынын көрсетеді. Бұл бір хромосомада орналасқан гендердің бірігіп, тіркесіп тұқым қуалайтынын дәлелдейді. Тіркесудің екі түрі болады. Толық тіркесу және толық емес тіркесу.

Толык тіркесу — сирек кездесетін құбылыс. Мысалы, денесінің түсі қара, жетілмеген қанатты аналық дрозофила шыбынын, денесінің түсі сұр, жетілген қанатты аталығымен будандастырғанда, ұрпақтарында белгілердің фенотипі бойынша ажырауы 1:1 сан қатынасында немесе 50%—50% болып, бір хромосомада болғандықтан, толық тіркесу байқалады. Мұнда аналық шыбында 4 гаметаның орнына екі типті b+Vg және bVg+, ал аталықта бір типті bVg гаметалар түзіледі, гаметалардағы гендердің қосылу комбинациясы ата-аналық дараларға сәйкес келеді. Сондықтан да ұрпақтары ата-аналық дараларға (денесі кара, жетілген қанат және денесі сұр, жетілмеген қанат) ұқсас болады. Талдаушы шағылыстыруда F₂-ұрпақтар 50% (қара дене, жетілмеген қанат) және 50% (сұр дене, жетілген канат) болады. Сонда b+ гені Vg+ генімен, ал b гені Vg генімен тіркескен. Бұл гендер бір-бірінен ажырамайтындықтан, гомологті хромосомалардың учаскелерінде алмасу жүрмейді. Жынысына қарамай, бірдей сан қатынасында ата-аналық белгілері бар ұрпақтар түзіледі. Сонымен Т. Морган зерттеген белгілердің тіркес тұқым қуалауы Морганның тіркесу заңы немесе генетиканың төртінші заңы деп аталады.

Кроссинговер[өңдеу]

Табиғатта толық емес тіркесу гендердің бірге тұқым қуалау сипатына байланысты кейде жиі, кейде сирек көрініл отырады. Т. Морган гомологтік хромосомалар жұбында гендер үнемі алмасып отыратындығын көрсетті. Мысалы, денесінің түсі сұр, жетілген қанатты дрозофила шыбынының аналығын, денесінің түсі қара, жетілмеген қанатты аталығымен будандастырғанда, ұрпақтарында белгілердің фенотип бойынша ажырауы мынадай қатынаста болады.

Былай болу себебі, тиісті гендері бар гомологтік хромосомалардағы сәйкес бөліктердің алмасу процесі хромосомалардың айқасуы немесе кроссинговер деп аталады. Осы кұбылыстың нәтижесінде гомологтік хромосоманың біреуінде орналасқан ген баска хромосомаға өтіп, гендердің басқа үйлесуі түзіліп, жаңа белгілер пайда болады. Тәжірибеден алынған шыбындардың 17%-ында кроссинговер жүрген. Кроссинговерге ұшыраған хромосомалары бар гаметаларды кроссоверлі деп, кроссинговерге ұшырамаған гаметаларды кроссоверлі емес гаметалар деп атайды.

Кроссинговердің жиілігі бір хромосомада орналасқан гендердің арақашықтығын және гендердің өзара орналасқан орнын көрсетеді. Хромосомада гендер бір-бірінен неғұрлым алшақ болса, кроссинговердің жиілігі артады, ал гендер хромосомада жақын орналасса, олардың арасындағы тіркесу күші мықты болғандыктан, кроссинговердің жиілігі кемиді.

Кроссинговердің мөлшері пайызбен көрсетіледі. Кроссинговердің бір пайызы гендер арақашықтығының бірлігі болып табылады. Оны сантиморган (сМ) деп атайды.

Кроссинговердің жиілігі = кроссоверлік ұрпақтың саны * 100/ұрпақтың жалпы саны

Мысалы, егер ұрпактың жалпы саны 1000, жаңа кроссоверлі ұрпактың саны 200 болса, кроссинговердің жиілігі 20 % болады. Кроссинговердің жиілігі =200 * 100/1000= 20 % немесе 10 сМ.