0000045 3

GENETYKA

Już na etapie wyboru obiektu do swoich doświadczeń Morgan wykazał się rzeczywiście błyskotliwym i skutecznym intelektem. Jego uwagę zwróciła bowiem niewielka muszka owocowa (wywilżnia, Drosophila melanogaster) — niemal idealny obiekt badań genetycznych, ponieważ:

a)    dorosłe osobniki są małe (wielkości 2—3 mm), ale na tyle duże, że łatwo można obserwować ich cechy fenotypowe (por. Ryc. 54);

b)    gatunek ten ma bardzo małe wymagania życiowe. Można go wręcz hodować w butelk z pożywką zawierającą mąkę z dodatkiem drożdży i owoców;

c)    krótki cykl rozwojowy tego owada (ok. 2—3 tygodnie) i duża płodność (samica daje do 200 osobników potomnych) sprzyjały szybkiemu osiąganiu wyników;

d)    owad ten ma wyraziste, łatwe do „śledzenia” cechy fenotypowe. Do tego muszka owocowa jest gatunkiem o dość dużej zmienności i Morgan w krótkim czasie otrzymał szereg linii czystych różniących się:

— barwą oczu.

—    kształtem oczu.

—    barwą ciała (tułowia i odwłoka).

—    kształtem skrzydeł,

—    ilością włosków na powierzchni ciała;

e) jest gatunkiem rozdziclnopłciowym o wyraźnym dymorfizmie płciowym;

0 okazało się, że garnitur chromosomowy muszki składa się z relatywnie małej liczby chromosomów (2n = 8);

g) w gruczołach ślinowych tego gatunku występują tzw. chromosomy połiteniczne (por. CZĘŚĆ: CYTOLOGIA I.... ROZDZ: 3).

Ryc. 5-/. Drosophiła mclanogaster (a —pokrój ogólny ciała w modelu komputerowym, h—samiec, c — samica). Zwróć uwagę na różnice w wielkości i kształcie odwłoka oraz skrzydeł, jednak szczegółów nie musisz znać!

Ponadto koszty badań przy wykorzystaniu takiego obiektu okazały się śmiesznie niskie, przynajmniej w porównaniu z badaniami ..przy użyciu" kręgowców, a nawet roślin naczyniowych. Najważniejsze były tutaj: czas niezbędny do uzyskania pokoleń potomnych o odpowiedniej liczebności, minimalna ilość wymaganego miejsca, brak zależności od warunków pogodowych i ewentualnych szkodników (hodowle roślin) oraz względna prostota budowy ciała i organizacji materiału genetycznego.

UWAGA: Muszka owocowa nie ma praktycznie żadnego znaczenia gospodarczego, ale jest też jedyną „muchą”, która zrobiła wręcz oszałamiającą karierę (pomijam oczywiście Bzyka z serialu „Pszczółka Maja”, ale ... zostawmy żarty).

KARIOTYP MUSZKI OWOCOWEJ UŁATWIA ANALIZY GENETYCZNE

Jak już wspomniałem Drosophiła ma 8 chromosomów (por. Ryc. 55). Można podzielić je na dwie grupy: 6 autosomów i 2 heterosomy.

A)    Pierwszą tworzą 3 pary chromosomów (dwie pary dlugoramicnnych i jedna krótkich, wręcz „kulcczkowatych”). Chromosomy tc są takie same u obu pici (patrząc tylko na nic, nic będzie można odróżnić samca od samicy). W związku z tym nazwano je autosomami, a cechy determinowane przez geny leżące w nich określa się jako autosomalne;

B)    Druga tworzy tylko jedna para chromosomów różnych u samca i u samicy. Nazwano je więc heterosomami. Różnica pomiędzy płciami polega na tym, żc samice w każdej komórce mają dwa tak samo wyglądające, pałcczkowate chromosomy X, natomiast samce w swoich komórkach mają jeden chromosom X i jeden chromosom Y (ten ostatni łatwo odróżnić, ponieważ jest charakterystycznie wygięty).

UWAGA: Mimo iż para heterosomów wymieniona została na końcu, w oficjalnej numeracji oznaczono je cyfrą 1. Pary autosomów mają numery od 2 do 4. Dla nas nic jest to istotne.

Ryc. 55.

Kanotyp muszki owocowe] (a — samicy, h — samca). Zwróć uwagę na różnice w składzie heterosomów

Sumarycznie kariotyp muszki owocowej można zapisać następująco:

—    dla samicy 2n = 2A + XX = 8;

—    dla samca 2n = 2A + XY = 8, gdzie A oznacza podstawowy komplet autosomów.

Wiedząc, że muszka dobrze nadaje się do doświadczeń genetycznych możemy teraz przejść do ich analizy. Dla lepszej przejrzystości długiego wywodu, postępy badań Morgana i jego następców sztucznie podzieliłem na dwie „fazy”:

1. W pierwszej wykazano, żc pojedyncze geny mogą zachowywać się w sposób pozornie niezgodny z I prawem Mendla. Przyczyną było ich położenie na chromosomie X. W ten sposób „sprzężono" niektóre geny z płcią i rozpoczęto wyjaśnianie genetycznych mechanizmów determinacji płci:

-• W drugiej wykazano, żc często dwa geny determinujące różne cechy dziedziczą się w sposób niezgodny z II prawem Mendla, co wynika z ich ułożenia na jednym chromosomie.

UWAGA: Wyróżnia się szereg „rodzajów” płci, np. u człowieka genetyczną, gonadalną, hormonalną i psychiczną. W książce tej analizowana jest praktycznie tylko szeroko rozumiana płeć genetyczna (uwierz mi, żc i tc zagadnienia zostały znacznie uproszczone).

5. 2. 1. Geny sprzężone z płcią, czyli umowna FAZA I

W tym podrozdziale znajdziesz uproszczone opisy i wyjaśnienia niektórych eksperymentów Morgana i takich badaczy jak np. Bridgcs oraz Brchmc.

89