Мистер Томпкинс внутри самого себя - [43]
Для этого вы можете спарить нормальную плодовую мушку с другой мушкой-носительницей двух хромосом с генами-мутантами. Потомство от произведенного нами скрещивания, разумеется, всегда получает от одного из родителей одну нормальную хромосому. Но другой родитель может дать либо нормальную хромосому, либо хромосому с генами-мутантами. Поэтому на первый взгляд может показаться, что у половины вылупившихся мушек все хромосомы будут нормальными, а у другой половины одна хромосома будет нормальной, а другая — с генами-мутантами. Но могут происходить и действительно происходят более сложные вещи. Предположим, что когда хромосомы выстраиваются в пары, чтобы уменьшить число хромосом и образовать яйцеклетку, нормальная и мутантная хромосомы частично обмениваются содержимым, например, обе получают повреждение в середине и залечивают рану, обмениваясь хромосомами с одинаковыми номерами.
В результате вы получаете яичко, в котором имеются, например, всего три мутантных гена, о чем вы узнаете, наблюдая за мушкой, которая вылупляется из этого яичка. Теперь вы знаете, что эти три мутанта лежат в одном блоке хромосомы, а три других гена — в другом блоке.
На основе этой информации вы составляете первую, предварительную карту хромосомы [А, С, D] [Е, В, F]. Квадратные скобки означают, что вам пока неизвестно, в каком порядке расположены гены в блоке.
Обмен в промежутках между генами D и С происходит чаще
Затем вы находите другую мушку, которая несет в себе гены А, С, D и ген В , но не несет гены Е или F. Из существования такой мушки вы заключаете, что мутантный ген В расположен к генам А, С, D ближе, чем Е и F, и составляет вторую предварительную карту [А, С, D] В [Е, F]. Если вам удастся найти мушку типа А, то карта примет вид А[С, D]B[E, F]. Повторяя скрещивания, вам в конце концов удастся расположить гены в надлежащем относительном порядке, например, в порядке ADCBEF. Вы можете также узнать кое-что об относительном расстоянии между генами. Предположим, что карта имеет вид A. D ... С. В. Е. F, т. е. что расстояние между D и С, больше, чем между А и D. Тогда обмен где-то в промежутке между D и С, будет происходить чаще, порождая мушек типа AD или CBEF, а обмен в промежутке между А и D станет менее вероятен. Следовательно, мушки типа А или D CBEF будут встречаться реже. Таким образом, изучая, сколько процентов от общего числа мушек составляют мушки различных типов, вы можете делать заключения о расстояниях между генами. По существу именно этот метод, уточненный и усовершенствованный, позволил нам получить неправдоподобно детальное знание генетической карты. Разумеется, существуют и другие методы исследования, и генетика стала одним из наиболее фундаментальных разделов биологической науки. Поскольку гены являются носителями всей информации об особенностях организма, чем больше мы знаем о генах, тем больше нам известно о всем организме.
— А все ли мои гены переносятся хромосомами? —поинтересовался мистер Томпкинс.
— Большинство генов переносятся хромосомами, но изредка встречаются гены, которые плавают в цитоплазме, так называется часть клетки вне ядра. Пока эти гены еще недостаточно исследованы.
— Весьма признателен вам за столь ясные объяснения, — поблагодарил мистер Томпкинс, — но, если позволите, я хотел бы вернуться к вопросу, который мне хотелось задать вам в самом начале. Как получается, что сыновья наследуют цветовую слепоту от матерей, и почему сами женщины редко страдают от этого дефекта?
— Все объясняется очень просто, — ответил отец Мендельморганштерн. — Из правила, согласно которому хромосомы матери и отца одинаковы, имеется одно исключение: двадцать третья хромосома бывает двух типов, X и Y. Х-хромосома более или менее похожа на другие хромосомы. У женщин имеются по две Х-хромосомы, равно как и по две хромосомы каждого из остальных типов. У мужчин имеется только одна Х-хромосома; партнером Х-хромосомы у них служит Y-хромосома, своего рода недоразвитый вариант Х-хромосомы, несущий неполное число генов.
Женский организм вырабатывает яйцеклетки, которые всегда содержат Х-хромосому, но мужской организм вырабатывает сперматозоиды двух типов: сперматозоиды одного типа являются носителями Х-хромосомы, сперматозоиды другого типа — Y-хромосомы. Если сперматозоид с Y-хромосомой оплодотворяет яйцеклетку, то яйцеклетка получает пару хромосом XY, и ребенок будет мальчиком. Если же яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид — носитель хромосомы X, то ребенок получает комбинацию хромосом XX и будет девочкой. Как вы видите, отец, а не мать определяет пол ребенка. А поскольку организмы мужчин вырабатывают примерно поровну сперматозоидов, несущих хромосомы X и Y, мальчиков и девочек рождается примерно поровну, что очень удобно со всех точек зрения.
Ген, отвечающий за способность различать цвета, находится в Х-хромосоме. Если этот ген у мужчины имеет дефект, то мужчина страдает цветовой слепотой. Сын матери с нормальной Х-хромосомой не может страдать цветовой слепотой, так как ХХ-хромосому сын наследует от матери. Его дочь также не может страдать цветовой слепотой. Правда, одна из ее Х-хромосом, несущая дефектный ген, унаследована дочерью от отца, но другая Х-хромосома досталась от матери и несет ген без дефектов, поэтому дочь превосходно различает цвета.
