Bài 9: Di truyền gene ngoài nhân (LT) ThS. Nguyễn Ngọc Cảnh Tel (Zalo): 0358.969.708 – Email:
[email protected] 01 I. Thí nghiệm của Correns và sự tồn tại gene ngoài nhân 1. Bối cảnh ra đời thí nghiệm - Từ năm 1900, quy luật di truyền Mendel được chứng minh ở nhiều loài thực vật. Năm 1903, nhân tố di truyền của Mendel được Setton liên kết với nhiễm sắc thể. - Năm 1909, Carl Correns phát hiện sự di truyền tính trạng màu sắc lá cây hoa phấn/hoa bốn giờ (Mirabilis jalapa) không tuân theo quy luật Mendel. 2. Thí nghiệm - Correns đã lấy hạt phấn từ hoa trên cành này thụ phấn cho hoa trên cành kia theo các tổ hợp khác nhau và thu được kết quả: Cây bố Cây mẹ ♂ Lá trắng ♂ Lá xanh ♂ Lá khảm (đốm) ♀ Lá trắng 100% Lá trắng 100% Lá trắng 100% Lá trắng ♀ Lá xanh 100% Lá xanh 100% Lá xanh 100% Lá xanh ♀ Lá khảm (đốm) Lá xanh, Lá xanh, Lá xanh, Lá trắng Lá trắng Lá trắng Lá đốm Lá đốm Lá đốm - Nhận xét: Màu lá của đời con giống màu lá của cây mẹ → tính trạng màu sắc lá ở cây hoa bốn giờ không di truyền theo quy luật Mendel → di truyền theo dòng mẹ. - Giải thích thí nghiệm: Hiện tượng di truyền theo dòng mẹ ở màu sắc lá của cây hoa phấn do gene nằm trong lục lạp nằm trong tế bào chất (gọi là gene ngoài nhân) quy định. Hầu hết các hợp tử chỉ nhận tế bào chất từ giao tử cái (trứng) mà không nhận tế bào chất từ giao tử đực → đời con mang tính trạng giống mẹ. 3. Sự tồn tại của gene ngoài nhân - Vị trí: Trong các bào quan như lục lạp (cpDNA), ti thể (mtDNA). - Đặc điểm: Mạch vòng, xoắn kép, có kích thước nhỏ → hệ gene tế bào chất chứa ít gene. Mỗi gene trong tế bào chất thường có rất nhiều bản sao vì số lượng ti thể hoặc lục lạp trong mỗi tế bào thường rất lớn và các gene trong tế bào chất có khả năng bị đột biến cao (cao hơn 10 lần so với gene trong nhân). Bài 8 DI TRUYỀN GENE NGOÀI NHÂN (DI TRUYỀN TẾ BÀO CHẤT)
Bài 9: Di truyền gene ngoài nhân (LT) ThS. Nguyễn Ngọc Cảnh Tel (Zalo): 0358.969.708 – Email:
[email protected] 02 - Chức năng: cpDNA và mtDNA mang gene mã hoá rRNA, tRNA và một số gene mã hoa protein cấu tạo màng của lục lạp/ti thể. II. Đặc điểm di truyền gene ngoài nhân và ứng dụng 1. Cơ sở của sự di truyền gene ngoài nhân trong thí nghiệm của Correns - Phân tử DNA lục lạp mang gene mã hoá protein sinh tổng hợp diệp lục nên lá cây có màu xanh. Gene này bị đột biến → lá có đốm trắng hoặc màu trắng. - Tế bào sinh trứng của cây lá xanh mang gene không đột biến → tế bào trứng mang gene không đột biến, khi kết hợp với tinh tử tạo nên cơ thể con có kiểu hình lá xanh. - Tế bào sinh trứng của cây lá trắng chỉ có lục lạp mang gene đột biến → tế bào trứng mang gene đột biến, khi kết hợp với tinh tử tạo nên cơ thể con dạng đột biến (lá trắng). - Tế bào sinh trứng của cây lá đốm có đồng thời các lục lạp mang gene không đột biến và gene đột biến có thể sinh ra các tế bào trứng chỉ mang gene không đột biến, chỉ mang gene đột biến hoặc cả hai → tạo ra ba loại giao tử khác nhau → hình thành ba kiểu hình ở đời con. 2. Đặc điểm di truyền gene ngoài nhân - Kết quả phép lai thuận nghịch là khác nhau, tính trạng được di truyền theo dòng mẹ và biểu hiện ở cả hai giới. - Vai trò quyết định thuộc về tế bào chất của giao tử cái. - Gene ngoài nhân nằm trong ti thể, lục lạp, các gene này không tồn tại thành từng cặp allele như gene trong nhân. - Không có sự tái tổ hợp gene ngoài nhân trong quá trình thụ tinh. - Khi tế bào phân chia, xảy ra sự phân chia không đồng nhất tế bào chất nên một tế bào con có thể mang allele đột biến, tế bào khác có thể mang allele thường → hiện tượng di truyền không đồng nhất
Bài 9: Di truyền gene ngoài nhân (LT) ThS. Nguyễn Ngọc Cảnh Tel (Zalo): 0358.969.708 – Email:
[email protected] 03 → Các cá thể con của cùng một mẹ có thể nhận được số lượng các allele khác nhau dẫn đến có thể có các kiểu hình khác nhau. 3. Ứng dụng hiện tượng di truyền gene ngoài nhân Lĩnh vực Ứng dụng di truyền ngoài nhân Lai giống vật nuôi Chọn cá thể cái mang nhiều tính trạng tốt, giúp con lai có nhiều tính trạng giống mẹ. Lai giống cây trồng - Chọn cá thể cái mang nhiều tính trạng tốt, giúp con lai có nhiều tính trạng giống mẹ. - Sử dụng dòng bất thụ đực tế bào chất (tính trạng do nhiều đột biến gene nằm trong ti thể gây ra, làm cho cây không tạo ra được hạt phấn hữu thụ nhưng không ảnh hưởng đến việc hình thành trứng.) (Ví dụ: Trong kĩ thuật lai tạo giống lúa, để không mất công khử đực trên cây mẹ, người ta sử dụng những cây bất thụ đực làm dòng mẹ.). Chữa bệnh ở người - Phân tích các đột biến gene ti thể để chẩn đoán các bệnh di truyền. - Phát triển phương pháp điều trị mới để ngăn chặn sự di truyền các đột biến ti thể từ mẹ sang con. Nghiên cứu di truyền - Xác định quan hệ di truyền. - Nghiên cứu phát sinh chủng loại và phân loại học phân tử.
Bài 9: Di truyền gene ngoài nhân (LT) ThS. Nguyễn Ngọc Cảnh Tel (Zalo): 0358.969.708 – Email:
[email protected] 04 Phương pháp sinh trẻ "ba cha mẹ" chữa bệnh di truyền do đột biến gene ti thể: (1) (a) Tách nhân từ tế bào trứng của người mẹ mắc bệnh (chứa ti thể mang gene đột biến gây bệnh), (b) Loại nhân khỏi tế bào trứng của người hiến tặng (chứa ti thể không mang gene đột biến gây bệnh) → (2) Chuyển nhân của tế bào trứng của mẹ mắc bệnh vào tế bào trứng của người hiến tặng (đã loại nhân) → (3) Thụ tinh in vitro (IVF) với tinh trùng của người cha → (4) Nuôi phôi, cấy phôi vào tử cung người mẹ.
English