Почему возник кроссинговер?

Продолжая опыты по исследованию сцепленного наследования, Морган нашел отклонения от закона сцепленного наследования. Среди гибридов второго поколения непременно встречалось незначительное число особей с перекомбинацией признаков, за которые отвечают гены, лежащие в одной хромосоме. Как это можно объяснить? Морган сделал предположение о том, что перекомбинация признаков может быть вызвана кроссинговером (от англ. cross скрещивать и over над) разменом участками гомологических хромосом (рис. 40). Дальше он установил последующее. Гены, которые находятся в одной хромосоме, сцеплены не абсолютно.

Кроссинговер может произойти на любом участке хромосомы. Явно, что чем далее друг от друга расположены локусы в одной хромосоме, тем почаще меж ними может происходить размен участками и напротив чем поближе находятся локусы, тем пореже между ними происходит кроссинговер. Локусы, расположенные в хромосоме бок о бок, разделяются кроссинговером очень редко. Потому разговаривают, что у признаков, которые кодируются этими структурными генами, полное сцепление.

Опыт, на базе которого Морган открыл кроссинговер, содержался в последующем. Учёный провёл еще одно скрещивание дрозофил: муху бешеного типа, гомозиготную по двум доминантным признакам (сероватое тело и обычные крылья) скрестил с мухой, гомозиготной по двум рецессивным признакам (мутация чёрное тело и мутация краткие крылья). В полном согласовании с первым законом Менделя все гибриды первого поколения были гетерозиготами с фенотипическим проявлением доминантных признаков: сероватое тело и обычные крылья. Далее Морган провёл анализирующее скрещивание меж гибридами первого поколения и рецессивными гомозиготными по двум признакам мухами.

В итоге Морган ждал получить один вариант из двух вероятных.

1 вариант. Если гены, которые определяют указанные признаки, локализованы в различных хромосомах и наследуются самостоятельно друг от друга, то будут получены одинаковые количества таких мух: 25 % сероватых с нормальными крыльями, 25 % чёрных с краткими крыльями, 25 % серых с короткими крыльями и 25 % чёрных с нормальными крыльями;

2 вариант. Если гены находятся в одной хромосоме и наследуются сцепленно, то можно ожидать получение 50 % мух с серым телом и нормальными крыльями и 50 % мух с чёрным телом и короткими крыльями.

На самом деле появились потомки четырёх типов: 41,5 % серых с длинноватыми крыльями; 41,5 % чёрных с краткими крыльями; 8,5 % сероватых с короткими крыльями; 8,5 % чёрных с длинноватыми крыльями. Материал с веб-сайта http://worldofschool.ru

Результат приближался к соотношению 50:50, из чего можно было сделать вывод, что гены всё-таки локализованы в одной хромосоме. Однако вкупе с тем появились особи с новыми фенотипами: 8,5 % с сероватым телом и короткими крыльями и 8,5 % с чёрным телом и длинноватыми крыльями. Всего таких новых фенотипов оказалось 8,5 % + 8,5 % = 17 %, то есть 17 % особей, приобретенных при анализирующем скрещивании, имели пере- комбинацию признаков, вызванную кроссинговером. Общий процент особей, чей фенотип появился результатом кроссинговера, величается частотой кроссинговера и характеризует расстояние меж генами. Чем больше процент кроссинговера, тем далее отстоят друг от друга гены в хромосоме и напротив, чем меньше процент кроссинговера, тем ближе расположены гены.