Giáo trình cơ sở di truyền chọn giống động vật - Chương 2

Những người đương thời với Mendel không hiểu các qui luật di truyền của Ông, một phần do chưa biết các cơ chế phân bào. Năm 1879, người ta đã tìm được cơ chế phân chia nguyên nhiễm và năm 1890, tìm ra cơ chế phân chia giảm nhiễm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình cơ sở di truyền chọn giống động vật - Chương 2 Giáo trình cơ sở di truyền chọn giống động vật -Chương 2DI TRUYỀN HỌC TẾ BÀONhững người đương thời với Mendel không hiểu các quiluật di truyền của Ông, một phần do chưa biết các cơ chếphân bào. Năm 1879, người ta đã tìm được cơ chế phânchia nguyên nhiễm và năm 1890, tìm ra cơ chế phân chiagiảm nhiễm. Như vậy, đến cuối thế kỷ 19, các nhà sinh họcmới tìm thấy mối tương quan giữa sự biểu hiện của nhiễmsắc thể trong phân bào với sự biểu hiện các nhân tốMendel. Với đối tượng nghiên cứu là ruồi dấm (Drosophilamelanogaster), năm 1910 T.H. Morgan và các cộng sự đãđưa ra học thuyết di truyền nhiễm sắc thể, chứng minh cácgen nằm trên nhiễm sắc thể, chúng liên kết với nhau đểhình thành nên các đặc điểm, tính trạng của cơ thể. Sự rađời của học thuyết di truyền nhiễm sắc thể đã đánh dấu thờikỳ phát triển thứ hai của di truyền học và là cơ sở xây dựngbản đồ gen động vật. 1. Cấu trúc cơ sở nhiễm sắc thể. 1.1.Khái niệm về nhiễm sắc thể. Nhiễm sắc thể (chromosome)là thể vật chất di truyền, tồn tại trong nhân tế bào, bắt màubằng các thuốc nhuộm kiềm tính, có dạng hình sợi hoặchình que. Nhiễm sắc thể có số lượng, hình dạng, kíchthước, cấu trúc đặc trưng cho từng loài. Nhiễm sắc thể cókhả năng tái sinh, phân ly và tổ hợp trong quá trình phânchia tế bào và thụ tinh để tạo thành cá thể mới. Nhiễm sắcthể cũng có khả năng biến đổi về số lượng, cấu trúc, khixẩy ra những thay đổi làm xuất hiện các đặc điểm kiểu hìnhmới (các đột biến). 1.2 Cấu trúc cơ sở của nhiễm sắc thể. Ởvirus, nhiễm sắc thể chỉ là một phân tử DNA trần. Ở sinhvật có nhân, nhiễm sắc thể có cấu tạo phức tạp. Ở các tếbào thực vật và động vật sau khi nhân đôi, mỗi nhiễm sắcthể có 2 cromatit (sợi nhiễm sắc), mỗi cromatit có 1 sợiDNA. Các cromatit này đóng xoắn cực đại vào giai đoạntrung kỳ (trong phân chia tế bào) nên chúng có hình dạng,kích thước đặc trưng. Khi nhuộm màu, nhiễm sắc thể sẽ bắtmàu ở các phần có sự khác nhau. Vùng bắt màu đậm gọi làvùng dị nhiễm sắc. Vùng này có chứa nhiều hạt nhiễm sắc(nút xoắn DNA), ở đây phân tử DNA đang ở trạng tháixoắn mạnh, ít hoạt động nên ít ảnh hưởng đến đặc điểm ditruyền của cơ thể.33Vùng bắt màu nhạt gọi là vùng nhiễm sắc thể thực (đồngnhiễm sắc), vùng này có chứa ít hạt nhiễm sắc. Ở đây phântử DNA đang hoạt Hình 14. Tế bào động vật động phiênmã, nên có ảnh hưởng lớn đến đặc điểm di truyền của cơthể. Trên nhiễm sắc thể có các eo, eo thứ nhất có chứa tâmđộng là nơi đính sợi nhiễm sắc lên sợi tơ vô sắc trong phânchia tế bào. Vị trí của tâm động quyết định hình thái củanhiễm sắc thể: tâm cân, tâm lệch, tâm mút. Tâm động cóthể bị phân chia, khi tâm đông phân chia, nhiễm sắc thể képtrở thành các sợi đơn. Eo thứ hai là nơi tổng hợp rRNA đểhình thành ribosome là nơi tổng hợp protein. Ở một số loàisinh vật vòng đời có trải qua giai đoạn ấu trùng có xuấthiện các nhiễm sắc thể với kích thước lớn hàng nghìn lầngọi là nhiễm sắc thể khổng lồ. Ở tế bào trứng của một sốloài lưỡng cư có nhiễm sắc thể hình chổi đèn.34Hình 15.Hình thái và các dạng nhiễm sắc thể. A/ Hìnhthái các bộ phận của nhiễm sắc thể B/ Các dạng nhiễm sắcthể ở kỳ giữa DNA và một phân tử 1.Tâm cân; 2. Tâm lệch;3. Tâm mút; protein histon. 4. Có eo thứ cấp; 5.Có thể kèm;6. Tâm đầu Tổ hợp DNA với histon trong chuỗinucleosome tạo thành sợi cơ bản có chiều ngang 100Ao,sợi cơ bản cuộn xoắn thứ cấp tạo nên nhiễm sắc thể cóchiều ngang 300 Ao. Sợi nhiễm sắc thể tiếp tục đóng xoắntạo nên một ống rỗng với bề ngang 2000 Ao,cuối cùng tạothành sợi cromatit. Nhờ cấu trúc xoắn cuộn như vậy nênchiều dài của nhiễm sắc thể được rút ngắn 15 - 20 ngàn lầnso với chiều dài phân tử DNA. Ví dụ, nhiễm sắc thể dàinhất của người khoảng 82 mm, sau khi xoắn cực đại chỉcòn khoảng 10 m. Sự thu gọn cấu trúc không gian nhưvậy thuận lợi cho sự phân ly, tổ hợp các nhiễm sắc thểtrong chu kỳ phân chia tế bào.Chiều dài nhiễm sắc thể từ 0,2 - 50 m, chiều ngang từ 0,2 -20 m.Về cấu tạo vi thể: Nhiễm sắc thể được cấu tạo từ chấtnhiễm sắc, bao gồm DNA và protein. Phân tử DNA quấnquanh khối cầu protein tạo nên nucleosome, là đơn vị cấutrúc cơ bản theo chiều dọc nhiễm sắc thể. Mỗi nucleosomegồm 8 phân tử histon chồng lên nhau tạo nên khối cầu, phíangoài được bao bọc bởi 431 vòng xoắn DNA, đoạn phân tửnày có khoảng 146 cặp nucleotit.Các nucleosome nối lại với nhau bằng các đoạn35Hình 16. Nhiễm sắc thể kiểu bàn chải đèn A. Trong noãnbào sơ cấp của cá cóc, thấy rõ trục chính từ đấy tỏa ra cácnút. B. Các chi tiết của ảnh A, trong đ ó thấy rõ các nútchính là những hạt nhiễm sắc thể. Phân tử DNA nằm trênnhiễm sắc thể. Các vùng đen cho thấy sự phân bố quá trìnhtổng hợp RNA trên các nút nhiễm sắc thể kiểu bàn chải đén(theo J. Gal)36Hình 17. Nhiễm sắc thể khổng lồ tuyến nước bọt ấutrùng ruồi giấm. R là vai trái , L là vai phải của từngnhiễm sắc thể. Các tế bào sinh dưỡng (soma), nhiễm sắc thểluôn đi với nhau theo từng cặp, g ...