|
de Vries din Olanda, Carl Correns din Germania şi Eric Tschermak din
Austria şi care conţineau rezultate uimitor de
asemănătoare cu cele din lucrarea lui Mendel scrisă cu 35 de ani
mai înainte. Fiecare dintre aceşti autori remarca cu regret faptul
că luase cunoştinţă de lucrarea lui Mendel abia după
ce şi-a încheiat experienţele.
Anul 1900, anul redescoperirii legilor lui Mendel, a devenit şi anul de
naştere a unei noi ştiinţe – a geneticii. Din acest
moment văd încontinuu lumina tiparului numeroase lucrări ale
multor savanţi din diferite ţări, care vin să confirme
ideile lui Mendel despre factorii ereditari materiali. Mendelismul a
devenit fundamentul geneticii contemporane. Iată cum apreciază munca
lui Mendel cunoscutul geneticiian T. G. Morgan: «În cei zece ani
cât a lucrat cu plantele sale în grădina
mănăstirească G. Mendel a făcut cea mai mare descoperire
dintre toate câte au fost făcute în biologie în ultimii
cinci sute de ani».
2.3 Bazele citologice ale eredităţii
Cine nu a fost surprins de diversitatea organismelor vii din natură!
Şi într-adevăr, reprezentanţii lumii microorganismelor, ai
plantelor şi ai animalelor par la prima vedere lipsiţi de vre-o
asemănare între ei. Studiindu-se, însă, structura
internă a organismelor, se descoperă dovezi concludente ale
similitudinilor existente între acele elemente vitale minuscule din care
se compun organele şi ţesuturile lor. Astfel de particule vitale
elementare sunt celulele. Numărul de celule, care constituie corpul
plantelor şi animalelor superioare, este enorm. Astfel, spre exemplu,
în corpul uman se conţin aproximativ 5-1014 celule.
Şi ele toate provin din divizarea consecutivă a unei singure celule –
a ovulului fecundat.
Deşi numărul de celule rezultate este mare, numărul de
divizări necesare formării lor este relativ mic – aceasta în
virtutea faptului că în urma fiecăreia dintre divizările
ulterioare numărul general de celule din organismul în
creştere se măreşte de două ori în raport cu
numărul existent la divizarea precedentă. Să explicăm,
apelând la tabla de şah.
Conform unei legende, împăratul indian ne nume Sheram, care a
trăit cu o mie cinci sute de ani în urmă, şi care nu prea
manifesta pricepere în cârmuirea ţării, a dus-o repede la
ruină. Atunci înţeleptul Sessa a compus jocul de şah,
în care regele – figura cea mai importantă – nu putea să
realizeze nimic fără ajutorul acordat de alte figuri. Lecţia
jocului de şah a produs o mare impresie asupra regelui şi i-a promis
lui Sessa să-l răsplătească cu tot ce numai va dori. Sessa
a cerut să-i fie pusă pe primul pătrat al tablei de şah un
grăunte, iar pe fiecare din cele 64 – de două ori mai mult
decât pe cel precedent. Regele a căzut repede de acord,
bucurându-se de faptul că s-a achitat , atât de ieftin cu
înţeleptul. Din hambare a început să se aducă
grâu. Dar foarte curând a devenit limpede că condiţia lui
Sessa este irealizabilă: pentru strângerea unei astfel de
cantităţi de grâu ar fi necesar să se semene şi
să se recolteze de opt ori întreaga suprafaţă a globului
pământesc.
Indiferent de faptul dacă fac parte dintr-un organism multicelular sau
reprezintă nişte vieţuitoare unicelulare de tipul protozoarelor,
toate celulele vii – au o structură similară şi destul de
complicată. Ele sunt compuse din membrană, citoplasmă, nucleu
şi din alte componente structurale (fig. 3-4), care îndeplinesc
diferite funcţii.
În viaţa celulelor un rol excepţional de mare îl
joacă nucleul. Celulele lipsite de nucleu nu se pot divide şi mor.
Fig. 3. Schema structurii celulei după datele microscopiei electronice
Fig. 4. Schema combinată a structurii celuleeucariotice
ccăzută la microscoppul electronic (secţiune
transversală)
a) selula animală; b) celula vagetală
1– nucleu cu cromatină şi nucleoli; 2 – mimbrană plasmatică;
3 – membrană celulară; 4 – plasmodesmă; 5 – reticul
endoplasmatic granulat; 6 – reticul neted; 7 – vacuolă pinocitotică;
8 – apartul Golgi; 9 – lizozomi; 10 – incluziunni de grăsimi în
reticulul neted; 11 – centriolă cu microtuburile centrosferei; 12 –
mitocondrii; 13 – poliribozomi ai hialoplasmei; 14 – vacuuuolă
centrală; 15 – cloroplast.
Principalele elemente ale nucleului celular sunt formaţiile, de obicei
filiforme, de dimensiuni microscopice, care pentru capacitatea lor de a se
colora intens au fost denumite cromozomi (corpuri ce se pot colora). La
organismele de diferite specii numărul de cromozomi variază în
limite mari: la mazăre există 14, la păpuşoi – 20, la
şoareci – 40, la om – 46, la cimpanzeu – 48 ş. a. m. d. În
schimb, la reprezentanţii uneia şi aceleiaşi specii numărul
de cromozomi rămâne constant. Celulele noi iau întotdeauna
fiinţă din cele existente pe calea divizării acestora din
urmă. Un moment deosebit de important în procesul divizării
celulelor îl reprezintă dublarea numărului de cromozomi, care
precede migrării lor în celulele-fiice.
Înainte de divizarea celulei, fiecare cromozom se dublează,
formând cromozomi identici cu el. În momentul în care celula
maternă se divide în două celule-fiice cromozomii pari se
îndepărtează unul de altul şi migrează în
celule diferite. În consecinţă, celulele fiice primesc
cromozomi de acelaşi fel ca şi cromozomii din celula maternă.
După distribuirea cromozomilor în celulele fiice are loc şi
procesul de repartizare a citoplasmei din celula maternă. Acest tip de
diviziune a celulei a fost numit mitoză. Celulele formate cu
ajutorul mitozei au aceeaşi garnitură cromosomală.
Înmulţirea celulelor cu ajutorul mitozei asigură
creşterea organismului.
Pe lângă mitoză, este cunoscut şi un alt tip de diviziune a
celulelor numită diviziune reducţională sau meioză.
Ea se produce în ţesuturile generative ale plantelor şi
animalelor şi se află la baza formării celulelor sexuale.
Spre deosebire de mitoză, meioza este însoţită de două
diviziuni succesive ale celulelor, prima dintre ele se numeşte diviziune
reducţională, iar cea de-a doua diviziune ecuaţională sau
de echilibrare. - Şi prima, şi cea de-a doua diviziune sunt compuse
din patru faze: profază, metafază, anafază şi
telofază. Înainte de a întra în proces de diviziune
reducţională cromozomii, ca în mitoză, se dublează
şi ca urmare fiecare cromozom este compus din două
jumătăţi egale – cromatide - surori.
Fig. 5. Schema fazelor mitozei în celula animală (după M.
Lobaşev);
1 – interfaza; 2 – profaza; 3 – prometefaza; 4 – metafaza; 5 – anafaza; 6 –
fusul nuclear; 7 – telofaza; 8 – şanţul de plasmodiereză.
În faza iniţială (profază) a diviziuni reducţionale
cromozomii omologi (materni şi paterni) încep, să se apropie
şi formează perechi, ceva mai târziu, în anafază, ei
se deplasează câte unul spre cele două poluri ale celulei.
În acest fel celula-fiică conţine câte un cromozom de la
fiecare pereche şi de aceea numărul total de cromozomi în sa
este de două ori mai mic decât în celula maternă.
A doua etapă de diviziune prin meioză (diviziunea de echilibrare) se
produce după principiul mitozei obişnuite. Singura
diferenţă constă în faptul că în anafaza
acestei diviziuni spre polurile celulei migrează nu cromozomi
întregi (constând din câte două cromatide) de la fiecare
pereche ca în anafaza diviziunii reducţionale, ce numai câte o
jumătate (câte o cromatidă-soră) de la fiecare cromozom.
Celulele care conţin un număr redus (pe jumătate) de cromozomi se
numesc celule haploide, iar cele care conţin o garnitură
întreagă (sau dublă) de cromozomi se numesc diploide.
Celulele organismului, cu excepţia, celor sexuale sunt diploide,
celulele sexuale sau gameţii conţin un număr redus de
cromozomi.
În urma unirii în procesul fecundaţiei gameţii
formează zigoţi, în care se restabileşte garnitura
cromozomală diploidă: una este adusă de spermatozoizi, iar alta
de ovul. Dezvoltându-se, zigotul dă naştere embrionului, iar
din acesta se dezvoltă organismul matur. Când într-un astfel
de organism diploid se formează gameţii, ei obţin din nou o
garnitură haploidă de cromozomi. Prin unirea ulterioară a
celulelor sexuale se constituie iarăşi organisme diploide. Aşa,
din generaţie în generaţie, fiecare organism diploid, care
apare din gameţii haploizi, după atingerea perioadei de maturitate,
formează la rândul său gameţi, prin care îşi
transmite caracterele generaţiei următoare. Prin urmare, ereditatea
asigură continuitatea materială şi funcţională
între un şir de generaţii. Ea este legată nemijlocit de
procesul înmulţirii, înmulţirea, la rândul ei,
fiind legată de procesul diviziunii celulelor şi de cel al
reproducerii elementelor lor structurale. Ovulul şi spermatozoidul
constituie puntea de legătură care uneşte două
generaţii succesive, iar baza materiala a eredităţii o
constituie acele elemente structurale ale celulelor care în procesul
diviziunii lor sunt capabile să se autodubleze şi să se
repartizeze în mod egal între celulele-fiice.
Fig. 6. Schema meiozei
Numeroase cercetări au permis să se poată stabili, că
cromozomii nucleului celular sunt capabili să satisfacă aceste
condiţii. Treptat s-a format opinia că unităţile materiale,
denumite de Mendel factori ereditari, sunt localizate în cromozomi.
Primele confirmări experimentale în acest sens au fost obţinute
în anul 1902 de către V. Sutton în SUA şi de către
T. Boveri în Germania. Studiind procesul de gametogeneză la
lăcustă şi la alte specii de animale, Seton a reuşit
să urmărească modul de repartizare a cromozomilor în
gameţi, reunirea lor în zigoţi şi principiul de
transmitere a caracterelor urmaşilor. Concomitent s-a constatat că
comportamentul specific al caracterelor, stabilit de Mendel, este
condiţionat de acelaşi mecanism ca şi comportamentul
cromozomilor omologi în procesul gametogenezei şi fecundaţiei.
A devenit cunoscut faptul că genele alele sunt localizate pe perechile de
cromozomi omologi: câte una în fiecare cromozom. Prin urmare,
combinarea cromozomilor duce în mod automat şi la combinarea genelor
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65
|
