ТҰҚЫМ ҚУАЛАУ ЗАҢДЫЛЫҚТАРЫНЫҢ ЦИТОЛОГИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ

Гаметалар тазалығының гипотезасы. Ажырау заңының статистикалық сипаты. Белгілер не себептен ажырайды? Гибридтеу кезінде тұрақты аралық гибридтер пайда болмай, белгілі сандық қатынасы қатаң сақтала отырып ажырайтыны неліктен? Белгілердің ажырау құбылысын түсіндіру үшін Мендель гаметалар тазалығы туралы гипотеза ұсынды, оны цитологиялық зерттеулер одан әрі толық дәлелдеп берді.

Жыныстық көбею кезінде ұрпақтардың өзара байланысы жыныс клеткалары (гаметалар) арқылы жүзеге асады. Гаметалардың қандай да болмасын белгілердің дамуын анықтай алатын материалдық тұқым қуалау факторлары - гендер болатын тәрізді. Доминанттық белгіні білдіретін генді алфавиттегі бас әріптердің бірімен (мысалы, А), соған сәйкес рецессивті генді кіші әріппен (мәселен, а) белгілейік. А және а гендері бар гаметалардың қосылуын көбейту белгісін қойып: А Х а + Аа деп белгілейік.

Соның нәтижесінде пайда болатын гетерозиготалы формада (F1)доминантты да, сондай-ақ рецессивті де Аа гендердің екеуі де болатыны көрініп тұр. Гаметалар тазалығы гипотезасы гибридті (гетерозиготалы) особьта жыныс клеткалары таза, яғни берілген жұптың бір-бірден гендері болады деп дәлелдейді. Бұл Аа гибридінде А генді (доминантты ген) және а генді (рецессивті) гаметалардың тең мөлшерде пайда болатынын білдіреді. Бұлардың арасында қандай үйлесімдіктердің болуы мүмкін? Оны мына схемамен түсіндіруге боларлықтай төрт комбинацияның (♂ белгісі аталық гаметаны, ♀ белгісі аналық гаметаны білдіреді) болуы.

Төрт комбинацияның нәтижесінде АА, Аа, аА және аа, әйтпесе АА, 2Аа және аа қосылыстары алынады. Алғашқы үш қосылыс доминантты белгісі бар, ал төртіншісі - рецессивті белгісі бар особьтарды береді. Гаметалар тазалығының гипотезасы белгілердің ажырау себептері мен осы кезде байқалатын сандық арақатынасты жақсы түсіндіріп береді. Сонымен бірге доминантты белгілері бар особьтардың үшінші және одан кейінгі гибридтер ұрпақтарында белгілердің одан әрі ажырау себептерінің айырмашылығы да айқындала түседі. Доминантты белгілері бар особьтар тұқым қуалау табиғаты жөнінен әр текті болып келеді. Олардың үшеуінің бірі (АА), сірә, тек бір сортты (А) ғана гаметалар бере алатын болса керек, сондықтан өздігінен тозаңданғанда немесе өзара ұқсас особьтар будандасқанда белгілер ажырамайды. Ал қалған екеуі (Аа) екі сортты гамета береді, олардың ұрпақтарында, гибридтердің екінші ұрпақтарындағыдай нактылы арақатынаста белгілер ажырап отырады. Доминантты белгісі толық байқалмаған кезде гибридтер аралық сипатта болып, тұқым қуалау құрамының Ал особьтары гомозиготалық формалардан тек тұқым қуалау құрылымы бойынша ғана емес, тіпті, көзге көрінетін белгілерімен де ерекшеленеді.

Сурет – Моногибридті ажыраудың цитологиялық негіздері

Доминантты белгісі бар гендерді жеткізуші хромосомалар – қызыл, рецессивті  белгілері – көкпен көрсетілген

Гаметалар тазалығының гипотезасына сүйене отырып, гомозигота және гетерозигота жайындағы ұғымды терең түсіне аламыз. Берілген жұп белгілері бойынша тек бір сортты гаметалар түзе алатын особьтар гомозиготалар деп айтылады, сондықтан өздігінен тозаңданғанда немесе өзі тәрізділермен будандасқанда бұлардың ұрпақтарының белгілері ажырамайды. Гетерозиготалар әртұрлі гаметалар (берілген жұптың әртұрлі гендері бар) береді, сондықтан олардың ұрпақтарында белгілердің ажырауы байқалады.

Гаметалар тазалығының гипотезасы белгілердің ажырау заңы әртүрлі гендері болатын гаметалардың кездейсоқ қосылуының нәтижесі екенін дәлелдейді. Гаметалардың тіршілік етуі және саны бірдей деп есептесек, А гені болатын гамета А немесе а гені болатын басқа гаметамен бірдей мүмкіндікте қосыла ала ма?

Гаметалар кездейсоқ сипатта қосылғанда олардың жалпы нәтижесі заңды болып шығады. Бұдан тең мүмкіндікте кездесіп, көптеген гаметалармен анықталатын статистикалық заңдылықты көреміз. Әртүрлі гаметалардың тең мүмкіндікте кездесуімен анықталатын осындай заңдылықтардың қатарына бұрынырақ қарастырылған белгілердің ажырау заңы (Мендельдің бірінші заңы) жатады. Бұл айтылғаннан моногибридтік будандастыруда (толық доминанттанғанда) болған жағдай 3:1 арақатынасын немесе) толымсыз доминантталғанда 1:2:1 арақатынасын статистикалық құбылыстарға негізделген биологиялық заңдылық деп қарау керектігі түсінікті.

Тұқым қуалау заңдылықтарының цитологиялық негіздері. Мендель гаметалар тазалығының гипотезасын айтқан кезде, клетканың митоздық бөлінуі, гаметалардың дамуы, мейоз туралы әлі ештеңе ашылмаған еді. Қазіргі кезде цитология табыстарының арқасында Мендель заңдары цитологиялық берік негізге ие болады.

Әрбір өсімдіктер мен жануарлар түрінің белгілі мөлшерде хромосомалары болады. Сома клеткаларында барлық хромосомалар (жыныс хромосомаларын қоспағанда) жұп болады.

Түсінікті оңайлату үшін зерттелетін организмді бір жұп хромосомасы бар деп, ал гендерді - хромосомалардың бөлігі деп алайық. Жұгі гендер гомологты хромосомаларда орналасқан. Мейоз кезінде гомологты хромосоманың әрбір жұбының бір-бір сыңары ғана гаметаларда болады, демек гаметада геннің әр жұбынаң бір ген болады. Зиготада диплоидты хромосома жиынтығы түзілгенде, қайтадан хромосомалар жұпталады және ондағы шоғырланған гендер қалпына келеді. Егер ата-енелер формалары гомозиготалы болып, оның біреуінің хромосомалары доминантты, ал екіншісінікі рецессивті генді болса, онда бірінші ұрпақтың гибриді гетерозиготалы болады. Гетерозиготалы особьтың жыныс клеткалары пісіп жетілгенде гомологты хромосомалар екі гаметаға ажырап кетеді, демек, сөйтіп гаметаларда әрбір жұптан бір-бірден ғана ген болады.

Бұдан әрі организмнің даму процесінде клетка бөлінген кезде хромосомалардың екі еселенетіні өздеріңе де белгілі. Мұның алдында ДНҚ молекулалары, сондай-ақ гендер де екі еселенген болатын.

Аллельді гендер. Моногибридті будандастырудағы тұқым қуалау заңдылықтары туралы қаралған материалдар мұнан былай генетиканы оқып үйренуге қажетті кейбір негізгі ұғымдарды қалыптастыруға мүмкіндік жасайды. Асбұршақта, намазшамгүлде және басқа объектілердегі тұқым қуалау жөніндегі мысалдардан өзара бірін-бірі жоққа шығаратын белгілердің дамуын анықтайтын гендердің жұп құрайтынын көрдік. Мысалы, сондай жұп гендерге бұршақ тұқымдарына сары және жасыл рең беретін, намазшамгүлдің гүліне ақ және қызыл рең беретін және т. б. гендер жатады. Жүп гендер аллельді гендер деп аталады. Демек, асбұршақтың сары және жасыл тұқымдарының гендері аллельді гендер (аллельдер) болады. Аллельді гендер гомологты, яғни жұп хромосомаларда орналасады, соның салдарынан мейоз процесінде олар әртүрлі гаметаларға таралып кетеді.

Әдебиет: Жалпы биология. Алматы, 1991. -Б.154-158.