Licenci Mendelovu muzeu a Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity poskytlo Cold Spring Harbor Laboratory
Pohlavní buňky mají jednu sadu chromozomů, tělní buňky mají dvě sady
Při pohlavním rozmnožování vzniká potomstvo ze specializovaných pohlavních buněk – ženského vajíčka a mužské spermie. Těsně před tím, než byla Mendelova práce znovuobjevena, byly prováděny pečlivé studie o chování chromozomů během tvorby pohlavních buněk (meiózy). Nejprve se homologní (odpovídající) páry chromozomů spárují v rovníkové oblasti buňky, kde současně může nastat výměna genetické informace. Poté je každý chromozom z páru tažen k opačnému pólu buňky. Na konci tohoto redukčního dělení obdrží každá dceřiná buňka pouze jeden homologní chromozom z každého páru, takže buňka končí s jednou sadou chromozomů.
Meióza dělí a náhodně třídí homologní chromozomy do pohlavních buněk. Plný počet chromozomů je znovu obnoven poté, co se spojí vajíčko se spermií. Přesně toto potvrdilo představu o chování genů nastíněnou Mendelem před třiceti lety.
Galerie
Věděli jste, že?
Obvykle jsou gamety menší než organismus, který je produkuje. Avšak např. spermie ovocné mušky měří 2 mm, které tak jsou stejně dlouhé jako samotná muška a 300krát delší než lidské spermie. Jiný druh mouchy, Drosophila bifurca, produkuje spermie dlouhé 6 cm, 20krát větší než mouchy.
Hmm…
Pro oplodnění vajíčka je třeba pouze jedné spermie. Poměr velikosti vajíčka a spermie je tisíce nebo dokonce i milióny ku jedné. Proč si myslíš, že to tak je?
Video
Videa v této kapitole jsou v původním anglickém znění.
 |
Scott F. GilbertScott Gilbert je profesorem biologie na Swarthmore College. Učí zde vývojovou genetiku, embryologii a historii a kritické myšlení v biologii. Je autorem skript o vývojové biologii a pracuje na velkém počtu projektů týkajících se vývojové biologie, historie a filozofie biologie. |
Theodor Boveri a Walter Sutton popsali oba průběh meiózy. Také dokázali, že ačkoli se chromozomy mohou zdát všechny podobné, mají charakteristicky odlišné dědičné vlastnosti.
Theodor Boveri (1862–1915)
Theodor Boveri se narodil v Bambergu (v Německu) jako syn lékaře. Boveri měl umělecké sklony. Původně se zapsal na studium humanitních věd, ale roku 1881 přešel na Univerzitu v Mnichově studovat anatomii a biologii. V roce 1885 absolvoval doktorát obhajobou práce Beiträge zur Kenntnis der Nervenfasern (Studium nervových vláken) s výborným hodnocením (summa cum laude). Obdržel stipendium a mohl tak pokračovat v nezávislém výzkumu na oddělení zoologie v Mnichově.
Koncem 80. let a začátkem 90. let 19. století publikoval Boveri některé své nejvýznamnější objevy. Oskar Hertwig tou dobou již objevil, že během oplodnění se jádra spermie a vajíčka spojují. Boveri studoval zrání vajíček u Ascaris megalocephala, tasemnice koňské. Pozoroval, že během zrání vajíček nastane bod, kdy se počet chromozomů sníží na polovinu. Boveri byl vůbec jedním z prvních, kdo skutečně pozoroval průběh meiózy.
Boveri byl také jedním z prvních, kdo započal s pokusy v oblasti cytologie. Zaznamenal chronologický vývoj vajíček mořských ježků, kdy jedno vajíčko bylo oplodněno dvěma spermiemi. Učinil závěr, že jádro samčí spermie a jádro samičího vajíčka mají stejné množstvím dědičné informace. Každé má poloviční sadu (haploidní počet) chromozomů. Pokud byla přítomná kompletní sada (diploidní počet) chromozomů, sledoval u larev mořského ježka normální vývoj. Pokud byl však počet chromozomů vyšší či nižší, vývoj byl abnormální. Když byly roku 1900 znovu objeveny Mendelovy zákony, rozpoznal Boveri spojitost mezi Mendelovými faktory a svojí cytologickou prací na chromozomech.
Roku 1893 byl Boveri jmenován profesorem zoologie a srovnávací anatomie na Univerzitě ve Würzburgu. V letech 1902 a 1908 pracovala v Boveriho laboratořích Nettie Stevens, kterou tento pobyt ovlivnil. Boveri nebyl přítomností Stevensové právě nadšen, stěžoval si, že je jakousi „pijavicí“, protože se učí mnoho, ale přispívá málo.
Boveri setrval na Univezitě ve Würzburgu až do své smrti roku 1915.
Walter Stanborough Sutton (1877–1916)
Walter Sutton se narodil v Kansas City a promoval na Univerzitě v Kansasu. Na univerzitě byl studentem E. B. Wilsona na Oddělení zoologie při Kolumbijské univerzitě. Na jaře roku 1902, v pouhých 25 letech, vyvodil, že chromozomy jsou podstatou dědičnosti a že snížení počtu chromozomů během meiózy má přímou souvislost s Mendelovými zákony dědičnosti.
Chování chromozomů a jejich význam v dědičnosti se na přelomu století staly žhavým tématem. Mnoho vědců, včetně Suttonova vedoucího E. B. Wilsona, na tomto problému pracovalo. Theodor Boveri našel spojitost mezi chromozomy a dědičností v průběhu svých vlastních pokusů a pozorování. Ke stejným závěrům dospěl nezávisle na Boverim i Sutton, pracující v laboratořích E. B. Wilsona. Wilson později připustil, že když mu Sutton poprvé svoji teorii vysvětloval, „plně neporozuměl jeho teorii, anebo si zcela neuvědomil váhu tohoto objevu.“
Sutton prováděl své pokusy na buňkách sarančete. Jeho článek z roku 1902 jasně ukázal, že chromozomy se od sebe liší a meióza snižuje počet chromozomů v gametách na polovinu. Suttonův článek z roku 1903 „Chromozomy v dědičnosti“ (The Chromosomes in Heredity) shrnul a pojednal o významu těchto závěrů. Článek výrazněji než dříve podtrhl spojitost mezi Mendelovými zákony dědičnosti a chromozomy.
Wilson byl Suttonovými vědeckými schopnostmi ohromen. Bohužel Suttonovi se nikdy nepodařilo získat doktorát. Nakonec opustil výzkum a začal studovat medicínu. Promoval na Fakultě lékařství a chirurgie v New Yorku a stal se chirurgem. Sutton sloužil za první světové války ve Francii, kde vynikal svou péči o zraněné vojáky. Zemřel, když podstoupil operaci slepého střeva. Bylo mu pouhých 39 let.
Věděli jste, že?
Aby vědci roku 1784 ověřili oplodňovací schopnost semene (které obsahuje spermie), oblékali samce žab před pářením do „kalhot“. Bylo potvrzeno, že se daná vajíčka nikdy nevyvíjela.
Hmmm…
Proč vůbec existuje mechanizmus snižující počet chromozomů v průběhu meiózy? Proč nestačí zničit jednu sadu chromozomů, abychom získali pohlavní buňky?
Odkazy a literatura
Biologický projekt na University of Arizonahttp://www.biology.arizona.edu/
Stránka je dobrým zdrojem informací ze všech oblastí biologie. Obsahuje popis meiózy.
UrchiNet Databasehttp://www.bio.davidson.edu/Courses/genomics/mirror/Urchin/u0urnt.htm
Online databáze s informacemi o mořských ježcích.
- Moore, John, A., 1985, Science as a Way of Knowing, American Society of Zoologists.
- Portugal, Franklin, H., and Cohen, Jack, S., 1977, A Century of DNA: A History of the Structure and Function of the Genetic Substance, The Massachusetts Institute of Technology, U. S. A.
- Stubbe, Hans, 1972 (English Translation), History of Genetics, The Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts.
- Sturtevant, A. H., 1965, A History of Genetics, Harper & Row, Publishers, New York.
ÚEB, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita |
Mendelovo muzeum, Masarykova univerzita |
Návrat na úvodní stránku webu, přístupnost |
| Servisní středisko pro e-learning na MU
| Fakulta informatiky Masarykovy univerzity, 2013
Centrum interaktivních a multimediálních studijních opor pro inovaci výuky a efektivní učení | CZ.1.07/2.2.00/28.0041
