Хромосомная теория наследственности

Основа существования всего живого - клетка. В ней содержится вся жизненная информация организма. Именно клетка несет материальное вещество наследственности и обеспечивает передачу его от родителей потомству.

В какой же части клетки находится это вещество? Каждая структурная единица клетки имеет определенную функцию. Особая роль принадлежит ядру. При удалении его клетка вскоре погибает. Клетка с двумя ядрами продолжает нормально функционировать и размножаться. В результате тщательно проведенных экспериментов удалось показать, что если в клетке заменить ее ядро на другое, образовавшаяся в дальнейшем из этой клетки особь имеет признаки и свойства вида, ядро которого было пересажено.

Немецкий ученый Г. Хаммерлинг пересаживал ядра у одноклеточной водоросли ацетабулярии. Ее крупная одноядерная клетка имеет форму зонтика. Длина стебелька достигает 6 см, ядро расположено в «корешке» - ризоиде. Для каждого вида ацетабулярии характерна определенная форма верхушки. С помощью микроманипулятора удавалось пересаживать ядра из ризоида одного вида в незрелую клетку другого. У развивающейся водоросли форма шапочки соответствовала виду, из которого было пересажено ядро. Значит, форма шапочки определяется некоторым веществом в цитоплазме, которое полностью контролируется ядром.

Подобные опыты проводились на морских ежах, амфибиях, бабочках шелкопряда и др. Во всех случаях установлено, что наследственные признаки обусловлены только действием ядра.

При исследованиях под микроскопом ученые расцвечивают препараты различными красителями, и структурные элементы клетки приобретают темную окраску, выделяясь на фоне бесцветной цитоплазмы. У большинства клеток ядро выглядит темным сгустком. Только у части клеток, которые делятся, оно распадается на длинные темноокрашенные нити. Эти структуры немецкий анатом В. Вальдейер назвал (1883) хромосомами (от греческих «хромо» - цвет, окраска и «сома»- тело), подчеркивая тем самым способность их окрашиваться в отличие от других органелл клетки. Длина хромосом 0,2-50, диаметр 0,2-2 мкм.

Особенно хорошо видны хромосомы во время деления клеток. Оболочка ядра растворяется, и длинные нити (это и есть хромосомы) постепенно скручиваются (компактизуются). В таком состоянии они выглядят толстыми палочками, видимыми в световом микроскопе.

Размер и форма хромосом у любого вида растений и животных характеризуются большим постоянством. Это дает возможность отличать их друг от друга и даже нумеровать. Форма каждой хромосомы определяется положением первичной перетяжки, где располагается специальный элемент структуры хромосомы, играющий роль в их движении во время деления клетки - центромера. Перетяжка в хромосоме находится в строго определенном месте и разделяет ее на два плеча одинакового или разного размера.

Вскоре после переоткрытия законов Менделя Т. Бовери в Германии и В. Сеттон в США одновременно обратили внимание на параллелизм между поведением хромосом при образовании половых клеток и оплодотворении с наследованием признаков по законам Менделя. Это послужило предпосылкой создания хромосомной теории наследственности. Ведущая роль в экспериментальной разработке теории принадлежит американскому генетику Т. Моргану и его ученикам А. Стертеванту, К. Бриджесу и Г. Меллеру. Объектом их исследований служила дрозофила. Они экспериментально установили размещение отдельных генов в хромосомах.

Деление хромосом

Хромосомные карты

Строение хромосомы

Тонкое строение хромосом

Неоднородность свойств хромосом