Di truyền tế bào ( Nguyễn Như Hiền ) - Chương 7

Di truyền tế bào Lai SomaMục tiêu: Sau khi học xong chương này học viên có khả năng: - Trình bày được khái niệm tế bào soma và sự biệt hóa của chúng. - Giải thích được lai soma khác lai ghép mô và cơ quan, khác lai hữu tính. - Trình bày được hình thái và hoạt động sống của các tế bào lai invitro. - Biết được nguyên lý và qui trình ứng dụng lai tế bào trong công nghệ tế bào.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Di truyền tế bào ( Nguyễn Như Hiền ) - Chương 7 153Chương 7Di truyền tế bào Lai Soma Mục tiêu: Sau khi học xong chương này học viên có khả năng: - Trình bày đ ượ c khái ni ệ m t ế b ào soma và s ự b i ệ t hóa c ủ a chúng. - Giải thích được lai soma khác lai ghép mô và cơ quan, khác lai hữu tính. - Trình bày được hình thái và hoạt động sống của các tế bào lai invitro. - Biết được nguyên lý và qui trình ứng dụng lai tế bào trong công nghệ tế bào.7.1 Sự biệt hóa các tế bào soma Qúa trình phát triển phôi và hình thành các mô, các cơ quan bao gồm hai qúa trình chủyếu là sự phân bào mitos và biệt hóa tế bào (cell differentiation). Sự phân bào mitos bảo đảmcho tất cả tế bào của một chủng quần cũng như toàn bộ cơ thể có bộ thể nhiễm sắc ổn định2n, xảy ra trong giai đoạn M của chu kỳ tế bào. Trong cơ thể đã trưởng thành, các tế bàosoma vẫn phân bào mitos trong các chủng quần đổi mới như: biểu mô nền của da, biểu môruột, các tế bào gốc tuỷ đỏ xương. Trong các chủng quần ổn định (ví dụ gan) các tế bàosoma không phân bào nhưng khi có nhân tố kích thích chúng vẫn có khả năng phân bàomitos (khi hàn gắn vết thương). Đối với thực vật các tế bào và mô soma có thể phân bào vàtái biệt hóa thành cây trưởng thành theo kiểu sinh sản sinh dưỡng. Sự biệt hóa tế bào là qúa trình tạo thành các tế bào biệt hóa khác nhau về hình thái vàchức năng - tức là tạo thành các tế bào của các mô và cơ quan khác nhau. Trong qúa trìnhphát triển phôi ở động vật sự biệt hóa thấy rõ nhất khi tạo thành ba lá phôi: lá phôi ngoài(ngoại phôi bì ), lá phôi trong (nội phôi bì) và lá phôi giữa (trung phôi bì) và từ ba lá phôi cáctế bào sẽ biệt hóa tạo thành các mô khác nhau. Sự sinh trưởng và biệt hóa xảy ra trong giaiđoạn G1 của chu kỳ sống của tế bào.7.6.2 Sự biệt hóa về hình thái và chức năng Các tế bào soma khác biệt nhau về hình thái và chức năng. Có khoảng 200 dạng tế bàosoma tập hợp thành 20 dạng mô khác nhau trong cơ thể người. Ví dụ, tế bào hồng cầu khôngnhân có dạng cầu lõm hai mặt, có chức năng chuyên chở O2 và CO2, tế bào biểu mô ruột códạng hình khối trụ có nhiều vi nhung mao, có chức năng hấp thụ chất dinh dưỡng; bạch cầucó dạng cầu có chân giả có khả năng thực bào; tế bào cơ có dạng hình thoi, chứa nhiều tơ cơcó khả năng co rút; tế bào thần kinh có dạng hình sao, có nhiều sợi dài có chức năng dẫntruyền xung động.7.6.2 Sự biệt hóa về sinh hóa 154 Các tế bào soma khác nhau về mặt sinh hóa, chúng tổng hợp các protein đặc thù chomình, ví dụ hồng cầu chứa hemoglobin, tế bào biểu mô da chứa keratin, tế bào cơ chứamyoglobin, actin và miozin, tế bào thần kinh chứa các chất trung gian thần kinh v.v.. Chỉ có tếbào α và β của đảo tụy tổng hợp insulin và glucagon và chỉ có tế bào tuyến giáp tổng hợptyroxin. Đó là những protein đặc thù được tổng hợp trong qúa trình biệt hóa của các tế bào.7.6.2 Sự biệt hóa- hoạt động biệt hóa của hệ gen Hoạt động của gen thể hiện ở ba qúa trình: Tự tái bản ADN và nhân đôi thể nhiễm sắc ở giai đoạn S của chu trình tế bào, đó là cơ sởcho sự phân bào, phương thức truyền thông tin di truyền qua các thế hệ. Phiên mã các ARN (mARN, rARN và tARN) Dịch mã - sự tổng hợp protein theo khuôn mẫu mARN trên riboxom và lắp ráp axit aminnhờ tARN. Sự phiên mã và dịch mã xảy ra trong giai đoạn G1 khi tế bào đi vào tiến trình biệt hóa,tức là tổng hợp các protein đặc thù để tạo thành các tổ hợp trên phân tử, các siêu cấu trúc đặcthù cho hình thái và chức năng của tế bào biệt hóa. Sự phiên mã và dịch mã xảy ra theo thời gian và không gian (vị trí của các phần củaphôi) của qúa trình phát triển cá thể, nghĩa là các gen và hệ gen hoạt động đóng hay mở theomột cơ chế điều hòa ở nhiều cấp độ. Như vậy vấn đề biệt hóa trong hoạt động của hệ gen làvấn đề điều hòa hoạt động của gen (xem phần trước).7.2 Lai tế bào soma Trong quần thể sinh sản hữu tính tế bào hợp tử là tế bào lai hình thành do sự kết hợp giữahai giao tử - đó là lai hữu tính. Trong nuôi cấy tế bào invitro người ta có thể tạo thành tế bàolai bằng cách kết hợp hai tế bào soma với nhau - đó là lai soma. Sự lai soma rất hiếm xảy ratrong cơ thể sống ở thực vật và động vật.7.6.2 Lai ghép ở thực vật Lai ghép hay là lai dinh dưỡng từ lâu đã được thực hiện ở thực vật và có ý nghĩa lớntrong thực tiễn trồng trọt các cây ăn trái, cây cảnh v.v. và một số nhà nghiên cứu cho rằng laidinh dưỡng bằng ghép là lai soma, nhưng thực chất thì cây “lai dinh dưỡng” chẳng qua là mộtloại cơ thể khảm vừa mang các tế bào và mô của gốc ghép và cành ghép. Giữa các tế bào vàmô của gốc ghép và cành ghép có thể có sự trao đổi thông tin điều chỉnh sự trao đổi chất tạocho cành ghép có một số tính chất của gốc ghép, nhưng không thể xảy ra sự hòa hợp ...