శాస్త్ర విజ్ఞానము

రచన - రసజ్ఞ 1910లో Drosophila melanogaster (fruit fly) ఈగల మీద మోర్గాన్ కొన్ని ప్రయోగాలను జరిపాడు. అయితే వీటిలో ముఖ్యమయిన విషయం లింగ వివక్ష. ఆడ (జన్యు పరిభాషలో ఆడవారిని ♀ గుర్తుతో సూచిస్తారు) ఈగలు, మగ (జన్యు పరిభాషలో మగవారిని ♂ గుర్తుతో సూచిస్తారు) ఈగలు అని రెండు రకాలుగా ఉంటాయి. X, Y అనే క్రోమోజోముల మీదే లింగ నిర్ధారణ ఆధారపడి ఉంటుంది. ఆడ ఈగలకి XX అనే క్రోమోజోములు వుంటే, మగ ఈగలకి మాత్రం XY ఉంటాయి. వీటిల్లో మళ్ళీ పసుపురంగు శరీరం (yellow body, yy), తెలుపు రంగు కళ్ళు (white eyes, ww), కురచ రెక్కలు (miniature wings, mm) - మూడూ అంతర్గత లక్షణాలున్న ఆడ ఈగలు; బూడిద రంగు శరీరం (grey body, y+), ఎరుపు రంగు కళ్ళు (red eyes, w+), పొడవు రెక్కలు (long wings, m+) - మూడూ బహిర్గత లక్షణాలున్న మగ ఈగలతో సంపర్కం చెందగా F1 తరంలో వచ్చిన ఆడ ఈగలను (Xy+w+m+Xywm - బూడిద రంగు శరీరం, ఎరుపు రంగు కళ్ళు, పొడవు రెక్కలు) మగ ఈగలతో (XymwY - పసుపురంగు శరీరం, తెలుపు రంగు కళ్ళు, కురచ రెక్కలు) సంపర్కం జరిపారు. తద్వారా F2 తరంలో వచ్చిన ఈగలను గమనించగా, ఎనిమిది వివిధ లక్షణాలతో ఆడ/మగ ఈగలు వచ్చాయి.



వీటిల్లో కూడా జనక తరాలలో తీసుకున్న లక్షణాలు, అవే combinationతో ఉన్న ఈగలే ఎక్కువగా వచ్చాయనీ, దీనికి కారణం తను తీసుకున్న మూడు లక్షణాలూ (శరీర రంగు, కాళ్ళ రంగు, రెక్కల ఎత్తు) కూడా X క్రోమోజోము మీదనే వుండటం వలన ఆ మూడూ కలిసి ఒక జట్టుగా తరువాత తరానికి చేరుతున్నాయనీ, అదే సంపూర్ణ సహలగ్నతనీ వివరించాడు. అంతేగాక, ఒక లక్షణాన్ని నియంత్రించే జన్యువుకి సంబంధించిన బహిర్గత జన్యువులు లేదా అంతర్గత జన్యువులు రెండూ ఒకే క్రోమోజోము మీద ఉంటే cis అమరికనీ, అటువంటి జన్యువులు సంధానము చూపిస్తాయని చెప్పాడు. అలాగే, ఒక లక్షణాన్ని నియంత్రించే జన్యువుకి సంబంధించి ఒక బహిర్గత జన్యువు, ఒక అంతర్గత జన్యువు ఒకే క్రోమోజోము మీద ఉంటే trans అమరికనీ, అటువంటి జన్యువులు వికర్షణను చూపుతున్నాయని చెప్పాడు. అంతకుమించి వివరించలేక, సహలగ్నతకు సంధానము, వికర్షణ అనే రెండు భిన్న రూపాలు ఉంటాయి అని మాత్రం చెప్పాడు.



1922లో William Ernest Castle (October 25, 1867 — June 3, 1962) అనే శాస్త్రవేత్తతో మోర్గాన్ కూడా కలిసి తమ ప్రయోగాలని Drosophila ఈగల మీదే కొనసాగించారు. ఇప్పటికీ, జంతువుల మీద జరపవలసిన ఎన్నో రకమయిన జన్యుశాస్త్ర ప్రయోగాలకు వీటినే ఎక్కువగా వాడతారు. దానికి ముఖ్య కారణాలు:

1. వీటిల్లో ఉండే జన్యువుల సంఖ్య చిన్నది (మనుషులలో దాదాపు 40,000 జన్యువులుంటే వీటిలో 13,600 జన్యువులు వున్నాయి).

2. ఇంచుమించు రెండు వారాల్లోనే పిల్లలు వస్తాయి కనుక తక్కువ సమయంలో ఎక్కువ తరాలను చదివే అవకాశం ఉంది.

3. వీటిల్లోని క్రోమోజోముల మీద ఉండే జన్యువులు మనం చూసే బార్ కోడ్ (barcoad) రూపంలో ముదురు, లేత రంగుల్లో (dark and light bands) ఉండటం వలన చదవటం వీలుగా ఉంటుంది.

4. ఏ జంతువులని పెంచాలన్నా, వాటి పోషణకి చాలా ఖర్చు అవుతుంది, పైగా ప్రత్యేక శ్రద్ధ తీసుకుని పెంచాలి. ఈ ఈగలతో ఆ పని ఉండదు. గుడ్లు పెడతాయి, త్వర త్వరగా ఎదిగిపోతాయి. వీటి కోసం ప్రత్యేక శ్రద్ధ తీసుకోవలసిన అవసరం (మిగతా జంతువులతో పోలిస్తే) కూడా లేదు.

5. గుడ్డు నుంచీ అవయవాలు ఏర్పడి, ఒక రూపు సంతరించుకుని, ఈగ ఎదిగే వరకూ ప్రతీదీ మనం చూడచ్చు. కానీ మిగతా జంతువులలో పిల్లలు గర్భాశయంలో వుంటూ అన్ని అవయవాలూ ఏర్పడి అప్పుడు బయటకి వస్తాయి.

6. ఏ జన్యువులో ఏ మార్పులు చేస్తే ఏ అవయవంలో మార్పులొస్తున్నాయో కూడా సులభంగా తెలుస్తుంది.



ఇరువురూ (మోర్గాన్ మరియు Castle) చాలా పరిశోధనలను జరిపి క్రోమోజోమ్ సహలగ్నతా సిద్ధాంతాన్ని (chromosomal theory of linkage) ప్రతిపాదించారు. ఈ సిద్ధాంతం ఏమి చెప్తోందంటే,

1. జన్యువులు క్రోమోజోముల మీద వరుసగా (linear) అమరి వుంటాయి.

2. సహలగ్నతను చూపించే జన్యువులెప్పుడూ ఒకే క్రోమోజోము మీద వుంటాయి.

3. వరుస క్రమంలో అమరిన రెండు ప్రక్క ప్రక్క జన్యువులు జన్యువుల మధ్య వున్న దూరం ఆధారంగా ఆ రెండూ సహలగ్నతను చూపిస్తాయా? లేదా? చూపిస్తే, ఎంత బలంగా చూపిస్తాయి అనే అంశాలు తెలుస్తాయి. దగ్గర దగ్గరగా వుండే జన్యువుల మధ్యన సహలగ్నత ఎక్కువగానూ, దూరంగా వుండే వాటి మధ్య సహలగ్నత తక్కువగానూ ఉంటుందని చెప్పారు.

4. జన్యువుల మధ్యన దూరాన్ని కనుగొన్న వ్యక్తి మోర్గాన్ కనుక క్రోమోజోము మీద వుండే రెండు జన్యువులు మధ్య దూరానికి కొలమానం మోర్గాన్ యూనిట్లు (Morganian units).

5. జన్యువులు సాధారణంగా జనక తరాలలో ఉన్నట్టుగానే వ్యక్తమవటానికి ఇష్టపడతాయి (అనగా సంపూర్ణ సహలగ్నతను చూపిస్తాయి). వినిమయము చెందిన జన్యువులు "మాత్రమే" క్రొత్త లక్షణాలను చూపిస్తాయి (అనగా అసంపూర్ణ సహలగ్నత ఎప్పుడూ వినిమయం చెందిన జన్యువులకే పరిమితం).



అక్కడిదాకా బాగానే వుంది, ఇప్పుడు ఆలోచించవలసినది జనక లక్షణాల గురించి కాదు, పిల్లలలో క్రొత్తగా వచ్చే లక్షణాల గురించి కనుక వినిమయము అంటే ఏమిటి? ఎలా జరుగుతుంది? పిల్లలలో ఇన్ని రకాల క్రొత్త combinations ఎలా ఏర్పడుతున్నాయి? క్రోమోజోములో జన్యువులు వుండే భాగమేమయినా వేరుపడి, క్రొత్త వాటితో కలవటం వలన ఏర్పడుతున్నాయా? లేదా వున్న వాటిల్లోనే మార్పులొస్తున్నాయా? ఇత్యాది ఆలోచనలతో తన ప్రయోగాలను కొనసాగించాడు.



References:

GENETICS Analysis and Principles. Brooker; Fourth edition

Principles of Genetics. Robert H Tamarin; Willard Grant Press

Molecular Biology of the Gene. James D Watson, Tania A Baker, Stephen P Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick; Fifth edition

Principles of Genetics. Edmund W., Dunn, L.C. And Dobzhansky, Th. Sinnott, McGraw-Hill Book Company; Fourth edition