Хромозомна теория на Бовери-Сътън (Boveri-Sutton)

Нека си припомним колко значим е трудът на Грегор Мендел, който той публикува през 1866 г. Важно е да се осъзнае, че на практика светът не се е променил изведнъж през 1866 или 1867 г. и всички са си казали: "О, Грегор Мендел е разбрал всичко!" Както често се случва в науката, големите открития, тези, които наистина променят начина на мислене на хората – в началото не са приемани сериозно. И всъщност много хора не са приели сериозно труда на Мендел или не са му обърнали внимание през 1866 г. И едва в началото на първото десетилетие на XX век хората започват да преоткриват работата му и да осъзнават: "Чакай! Чакай! Тук има нещо много сериозно, и може би ще успеем да го свържем с неща, които наблюдаваме в клетките." Но нека да си припомним труда на Мендел. През по-голямата част на човешката история вероятно сме осъзнавали факта, че животните – и не само те, а всички живи същества, предават черти на своето потомство. Мога да те погледна и да кажа: "О, твоята коса прилича на тази на баща ти, а очите ти са като на майка ти. Може би носът ти изглежда нещо по средата. Ходиш подобно на чичо си." Така че винаги сме съзнавали, че предаваме наследствени белези на потомците си, но не сме можели да осмислим това задълбочено. И определено не сме имали метод за правене на доказуеми прогнози, базирани на тези белези, което всъщност ни дава Мендел. Той казва: "Ето, аз наблюдавам..." И прави това с грахови растения. "Наблюдавах тези наследствени фактори." Може да има наследствени белези, например за височината. Ако говорим за растения, това е височина на растението. Може да има наследствен фактор, да кажем за обагрянето на цвета на растението. И така – цвят на растението. И той разпознава, че има различни варианти на тези фактори. Така че дадено растение може да има един от високите варианти. Могат да имат вариант на фактора за голяма височина и същевременно вариант за малка височина. Или могат да имат два варианта за голяма височина или пък два варианта за малка височина. Или могат да имат фактор за червен цвят и фактор за розов цвят. Или да имат два фактора за червено. Би изглеждало ето така. Или два фактора за розово, които изглеждат ето така. Но важното прозрение било това, че съществуват тези варианти на факторите. Днес наричаме тези фактори гени. Казваме: "Има ген за височина." Ако има такъв. Или че има ген за цветовете на растенията. А тези варианти на гените днес наричаме алели. И така, казваме: "Ти имаш тази вариация. Имаш едно копие от алела за голяма височина и едно копие от алела за малка височина." Нека го напиша по този начин. Всичко това са алели ето тук. Имаш един алел за голяма височина и един алел за малка височина. И това, което прави Мендел – въпреки че не е бил наясно точно как се случва, е да осъзнае, че: "Тези неща са това, което се предава от родителя към потомството." И започнал да описва как се предават. Наблюдавал е как, ако имаш две от тези, те са склонни да се разпадат, когато преминават в следващо поколение. И какво имаме предвид под разпадане – или можем да кажем – под закон за разпадането? Закон за разпадането. Aко това беше грахово растение, и това са вариантите, които имам, към следващото поколение мога да предам A – главно A, варианта за голяма височина. Или мога да предам a. Мога да предам фактора за голяма височина. Или мога да предам варианта за червен цвят на фактора за оцветяване. Или мога да предам фактора за розов цвят. Също така той разбрал, че дали ще предам А или а (главно или малко А) не зависи от предаването на B или b. Следователно, те се комбинират независимо. Как се комбинира този белег не зависи от това как се комбинира този белег. Това е независимо комбиниране. Закон за независимото комбиниране. Освен това той наблюдавал, че някои от тези варанти доминират над другите. Ако един потомък има висок вариант и нисък вариант, ако високият е доминантен, наблюдаваният белег отново ще бъде голяма височина, и единственият случай, при който ще наблюдаваме малка височина, е, ако има два варианта на на фактора за малка височина. И това той описал като закон за доминирането. Закон за доминирането. И ако всичко това е съвсем ново за теб, те насърчавам да изгледаш видеата за генетиката на Мендел в Кан Академия. Но това е само за да оцениш исторически неговата роля. Колкото и значим да е бил трудът на Мендел, също така важно е да се осъзнае какво не е знаел той. Не е имал никаква идея как всъщност се е случвало всичко това на молекулярно ниво или на клетъчно ниво. И едва в първите години на XX век хората започнали да имат относително ясни теории за това как се случва. И така, през 1902 и 1903 г., 1902-1903 г., тези двама господа независимо един от друг започнали да достигат до хромозомната теория на наследствеността. Наречена е хромозомна теория на наследствеността на Бовери-Сътън, защото по едно и също време и двамата започнали да осъзнават, че вероятно хромозомите са истинските молекулярни механизми, клетъчните механизми, чрез които тези фактори се разпадат и комбинират независимо един от друг. Нека го запиша. Това е хромозомната теория на Бовери-Сътън, понякога наричана на Сътън-Бовери. И въпреки че те започнали да си казват: "Може би хромозомите имат нещо общо с това", те все още не знаели какво точно има в хромозомите, което позволява тази информация някак си да се кодира. Ще стигнем до това след малко. Но нека подчертая това. Хромозомна теория на Бовери-Сътън. И така, какво е тяхното ключово прозрение? Те започнали да разглеждат клетките отвътре. Мейозата била наблюдавана за пръв път всъщност след публикуването на законите за наследствеността на Мендел. И после хромозомите – или как хромозомите се държат по време на мейоза – са открити след това. И тогава тези двамата, независимо един от друг, изучавали различни организми. Уолтър Сътън изучавал скакалци. Теодор Бовери изучавал морски таралежи. Но и двамата наблюдавали мейоза, както и размножаване, и оплождане по време на тези процеси. И видели, че изглежда, че хромозомите правели неща, много близки до тези закони за разпадането, независимото комбиниране и доминирането. Всъщност ще говорим за закона за доминирането в бъдещи видеа. Но той видял следното. Нека кажем, че тук имаш някакъв организъм. И в този определен организъм, (направил съм го опростено) има две двойки хомоложни хромозоми. А какво значи хомоложни хромозоми? Това са две различни хромозоми, но изглеждат много подобни. Изглежда, че имат еднаква дължина, еднакъв размер, еднаква форма. Това е една двойка хомоложни хромозоми. Това е друга двойка хомоложни хромозоми. Така че, забележи. Хомоложни хромозоми – две неща, които изглеждат доста еднакво, но може би са малко различни. Не сме сигурни. Може би това съответства на това, което се случва ето тук с тези наследствени фактори. Може би, само може би, една от тези хромозоми някак си има в себе си някакво място, което кодира главното A. И може би в другата хромозома, на сходно място от хромозомата, има нещо, което закодира малко a. Нещата започват да придобиват смисъл, защото това са хомоложни хромозоми. Сходни хромозоми. Изглежда, че кодират едно и също нещо, едни и същи фактори, едни и същи гени. Но е възможно да има вариации между тези хромозоми. Тези двама учени не са успели да открият последователностите в хромозомите. Не са знаели дори, че ДНК е важният елемент в хромозомите, но са казали: "Изглежда, че тези две неща, ако ги разгледаме през процеса мейоза, изглежда, че се разделят едно от друго. Нaпример, това главно A, то ще се копира. И така имаш главно A, а това е малко a ето точно тук. Можеш да имаш малко кросинговър, ще говорим за това, когато... Можеш да прегледаш мейозата, ако ти изглежда непознато. Но след това те се разпадат. Можеш да имаш главни A ето тук. И после тази двойка хроматиди се разделя. И така главно A, главно A, и после имаш малко a. Тези малки a, те се разпадат. И се комбинират независимо от другите хромозоми. Тази ето тук може да е главно B, а тази – малко b. И дали тази клетка получава главно B или малко b не зависи от това дали е получила главно A или малко а. Изглежда, че тези хромозоми се комбинират независимо една от друга. И така те стигнали до хромозомната теория: че изглежда хромозомите са това, което съдържа тези наследими фактори, за които говори Мендел. Защото хромозомите се държат много подобно на тези наследими фактори. Може би хромозомите кодират множество от тези фактори, които се разпадат и комбинират самостоятелно. И както знаем, те са били прави. Така че, това е много, много значимо, но е важно да се разбере, че те не са били сигурни. Те са съставили теория. Могли са да направят известни наблюдения със скакалците и морските таралежи и са видели връзката между това, което Мендел описва, и начина, по който хромозомите се държат по време на мейоза. И тогава те разбират, че всеки от тези продукти на мейозата, всяка от тези гамети ще отиде и формира друг организъм с други гамети, който ще каже: "O, виж. Родителите ще дадат или главно A, или малко a. Или главно B, или малко b." Това е много сходно с описаното от Мендел. Те полагат основите на теорията, но все още не били съвсем сигурни. Не са я доказали категорично – това ще се случи чак след още някое и друго десетилетие. И дори тогава никой не е бил напълно сигурен точно как тези различни белези са кодирани. За това ще трябва да почакаме още известно време.