Генетика з основами селекції - М.П.Мигун - 2008

РОЗДІЛ II. Матеріальні основи та молекулярні механізми спадковості

2.1. Роль ядра і хромосом у спадковості

Відомо, що основна структура клітини - протопласт - поділяється на ядро і цитоплазму. Ці два компоненти відіграють важливу роль у спадковості. Однак ядру належить першочергова роль, бо у ядрі знаходяться хромосоми, а в них - ДНК і гени. Розмір ядер залежить від розміру клітини і для кожного типу клітин існує постійне ядерно-плазменне відношення. Якщо це відношення змінюється, то клітина або поділяється, або гине. Те, що ядру належить провідна роль у спадковості, було підтверджено як непрямими, так і прямими доказами. Один із таких прямих доказів навів Г. Гемерлінг. Він брав два види одноядерної водорості ацетобулярії, які відрізнялися формою капелюшка. З них вирізали ризоїди, де знаходиться ядро, і зрощували їх із стебельцем іншого виду. З’ясувалось, що форма капелюшка визначається видовою належністю ядра, а не цитоплазми. Роль ядра в спадковості продемонстрував Б.Л. Астауров на шовкопрядах. Незапліднені яйця піддавали дії рентгенівського опромінення. Ядра яйцеклітин за таких умов руйнувались, однак яйцеклітина не втрачала здатності до запліднення. Після проникнення в яйцеклітину сперматозоїдів два з них зливаються і утворюють зиготу, з якої розвиваються особини з чисто батьківським фенотипом. У. Сеттон звернув увагу на дивовижний паралелізм у поведінці менделівських факторів спадковості та хромосом, і у 1903 році поєднав ці два фактори разом. Створення хромосомної теорії спадковості належить американським генетикам Т.Х. Моргану та його школі. В середині 20-х років XX ст. сформовано принципи лінійного розташування генів у хромосомах і перший варіант теорії гена.

Хромосоми і локалізовані в них гени є основними матеріальними носіями спадковості.

Хромосома - самовідтворюючий елемент клітинного ядра. Здатність до самовідтворення, яка базується на реплікації ДНК і відбувається на матричній основі за принципом компліментарності, є однією із основних властивостей хромосом. Кількість хромосом у всіх соматичних клітинах організму подвійне - диплоїдне. Воно утворюється від злиття двох статевих клітин, у кожній із яких є одинарне - гаплоїдна кількість хромосом. У диплоїдному наборі хромосоми представлені парами. Кожній хромосомі, за виключенням статевих, відповідає точно така за формою і розміром хромосома, але одна від матері, а інша від батька - такі хромосоми називаються гомологічні.

Основною складовою хромосом є нуклеїнові кислоти і білок. Нуклеїнові кислоти мають важливе значення в передачі із покоління в покоління спадкових особливостей. Завдяки цим властивостям відбувається і закономірне успадкування ознак. Хромосомна теорія стала подальшим розвитком ядерної теорії спадковості, а її чинність підтверджена найсучаснішими досягненням біохімічної та молекулярної генетики.

Однак не тільки ядро, але й цитоплазматичні структури (мітохондрії, пластиди, та ін.) відіграють важливу роль у спадковості. ДНК, що входить до цих структур, містить гени (плазмагени), що е носіями цитоплазматичної спадковості. Разом із тим, в цитоплазмі за участю рибосом синтезуються білки, що кодуються генами ядра і забезпечують фенотиповий вияв геномноії інформації, завдяки чому існує тісна взаємодія ядра і цитоплазми в процесах успадкування.