Giáo trình cơ sở di truyền học

Tham khảo sách giáo trình: cơ sở di truyền học, khoa học tự nhiên, công nghệ sinh học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình cơ sở di truyền họcz  GIÁO TRÌNH CƠ SỞ DI TRUYỀN HỌC 24Chương 1 Cơ sở của Di truyền học Mendel Cho đến đầu thế kỷ XX, mọi người còn chưa hiểu được cơ chế của sựdi truyền, mặc dù vẫn biết rằng con cái sinh ra thường giống bố mẹ. Quanniệm phổ biến cho đến giữa thế kỷ XIX được gói gọn trong cái gọi làthuyết di truyền hòa hợp (theory of blending inheritance) nhằm giải thíchsự kiện con cái mang các đặc điểm của cả hai bố mẹ. Tuy nhiên, đến năm1866 Gregor Mendel đã đưa ra thuyết di truyền gián đoạn (theory ofparticulate inheritance), với gợi ý rằng: Đơn vị di truyền đặc thù kiểm soátmột tính trạng được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác tồn tại dướidạng hạt, ngày nay ta gọi là gene. Các khám phá quan trọng của Mendel đặt nền móng cho sự ra đời củadi truyền học sau này. Như Thomas Hunt Morgan đã nhận định: Trongmười năm nghiên cứu ở cây đậu Hà Lan trong ngôi vườn của tu viện, G.Mendel đã làm nên sự khám phá vĩ đại nhất trong sinh học đã đạt đượctrong năm trăm năm qua.I. Tiểu sử Mendel - Cha đẻ của Di truyền học Gregor Mendel sinh năm 1822, lớn lên ở trang trại của cha mình tại một tỉnh của Austria (Áo). Vì gia đình nghèo nên ông phải vào tu viện để tiếp tục việc học của mình. Trong khoảng thời gian này, Mendel nghiên cứu vật lý và toán là những môn học giúp ông nhiều trong các thí nghiệm di truyền sau này. Ông đã được gởi tới Đại học Vienna để thi lấy bằng giáo viên chính thức, nhưng không đỗ và quay về tu viện dạy học trong nhiều năm.Hình 1.1 Gregor Mendel trong ngôi vườn của tu viện Brno. Khi còn ở trang trại của cha mình, Mendel đã quan tâm tới các cây cốivà con vật, và thường giữ lại những cái hoa, con ong và chuột. Sau này ởtu viện Brno ông tập trung vào các cây đậu Hà Lan (Pisum sativum). Mendel đã xác định được các nguyên lý di truyền cơ sở từ các thínghiệm chọn giống thực vật. Các kết quả nghiên cứu này đã được Mendeltrình bày năm 1865 trước Hội Nghiên cứu Khoa học Tự nhiên Brno vàcông bố năm 1866 ở Germany trong một bài báo nhan đề là Các thínghiệm lai ở thực vật (Experiments on Plant Hybrids). Bài báo này nhanhchóng có mặt ở nhiều thư viện, nhưng những người cùng thời ông không 25hiểu được các phát hiện của ông, có lẽ một phần là do ông sử dụng toánhọc để lý giải các kết quả của mình. Ngoài ra, hầu hết các nhà nghiên cứuđương thời do tiến hành nhiều tính trạng đồng thời dẫn tới các kết quả rốibời nên không thể nhận ra được các nguyên lý di truyền cơ sở. Mendel trở thành tu viện trưởng từ năm 1868 và không công bố thêmmột kết quả nào về di truyền nữa kể từ sau kiệt tác năm 1866. Mendel qua đời năm 1884 trước khi công trình của ông được giớikhoa học thấu hiểu. Mãi đến năm 1900, công trình của ông mới được banhà thực vật học độc lập nhau khám phá lại, đó là Carl Correns củaGermany, Hugo de Vries của Netherlands và Erich von Tschermak củaAustria. Đây là mốc khởi đầu cho các nghiên cứu di truyền học hiện đại.Ngày nay, phương pháp thí nghiệm của Mendel được xem là thí dụ kinhđiển về sự nghiên cứu khoa học được lập kế hoạch cẩn thận và bài báo củaông là sự minh họa tuyệt vời của một thiên tài khoa học.II. Đối tượng và phương pháp thí nghiệm của Mendel1. Đối tượng (a) (b)Hình 1.2 (a) Bảy tính trạng tương phản ở đậu Hà Lan được Mendel nghiêncứu; dạng trội nằm bên trái của mỗi trường hợp. (b) Cấu tạo hoa đậu,phương pháp thụ phấn chéo và cây đậu Hà Lan. 26 Mendel chọn đậu Hà Lan (Pisum sativum) làm đối tượng nghiên cứuvì chúng có hai đặc điểm cơ bản là sai khác nhau về nhiều tính trạng tươngphản dễ quan sát (hình 1.2a) và sinh sản bằng lối tự thụ phấn. Ngoài ra,đậu có hoa khá lớn nên thao tác dễ dàng (hình 1.2b); có khả năng cho sốlượng đời con nhiều; và nhiều giống đậu lúc bấy giờ có giá trị kinh tế cao.2. Phương pháp Tính chất độc đáo của phương pháp nghiên cứu Mendel thể hiện ởchỗ: (1) Chọn các dòng thuần (pure lines) khác nhau bằng cách cho tự thụphấn liên tiếp nhiều thế hệ dùng làm dạng bố mẹ trong các phép lai; (2)Theo dõi trước tiên kết quả di truyền riêng biệt của từng tính trạng qua vàithế hệ, trong đó thế hệ cây lai thứ nhất hay F1 sinh ra do giao phấn giữahai dạng bố mẹ thuần chủng khác nhau, còn thế hệ cây lai thứ hai hay F2sinh ra từ sự tự thụ phấn của các cây lai F1, rồi sau đó mới tiến hànhnghiên cứu sự di truyền đồng thời của hai hoặc nhiều tính trạng; (3) Kháiquát và lý giải các kết quả thí nghiệm thu được bằng toán thống kê v ...