Một số vấn đề về di truyền học (bệnh di truyền)

Trao đổi chéo trong nguyên phân có thể tạo ra thể khảm về di truyền và một số bệnh ung thư ở người Trao đổi chéo là một đặc tính quan trọng của quá trình giảm phân. Phức hệ trao đổi chéo “xác định” vị trí tái tổ hợp đồng thời giữ cho các NST tương đồng gắn kết với nhau, cho phép chúng thành từng cặp tiến về mặt phẳng xích đạo tại kỳ giữa của giảm phân, rồi sau đó phân ly về hai cực đối diện của tế bào....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một số vấn đề về di truyền học (bệnh di truyền)Một số vấn đề về di truyềnhọc (phân tích & sp gen)Một số vấn đề về di truyền học (phân tích & sp gen)V. Phân tích gen và sản phẩm của genV.1. Các kỹ thuật phân tích axitnucleicV.1.1. Điện di phân tích ADN và ARNCó nhiều phương pháp khác nhau cóthể được sử dụng để phân tích ADNvà ARN, nhưng cho đến nay điện ditrên gel là phương pháp được sử dụngphổ biến hơn cả nhờ ưu điểm nhanhvà tương đối đơn giản. Nguyên tắccủa phương pháp là do: dưới tácđộng của điện trường, các phân tửADN (thường tích điện âm) khác nhauvề kích thước, điện tích, mức độ cuộnxoắn và dạng phân tử (mạch thẳnghay mạch vòng) sẽ di chuyển qua hệmạng của gel từ cực âm (cathode)sang cực dương (anode) với tốc độ dichuyển khác nhau. Vì vậy, chúng dầndần tách nhau ra trên trường điện di,qua đó người ta có thể thu thập vàphân tích được từng phân đoạn ADNhoặc gen riêng rẽ. Trên điện trườngcác phân đoạn ADN có kích thướccàng nhỏ càng có tốc độ di chuyểntrên điện trường nhanh hơn. Sau khiđiện di kết thúc, các phân tử ADN cóthể quan sát thấy nhờ sử dụng cácthuốc nhuộm phát huỳnh quang,chẳng hạn như ethidium (chất nàygắn kết với ADN bằng cách cài vàokhe ở giữa các nucleotit). Mỗi mộtbăng điện di thường phản ánh một tậphợp các phân tử ADN có cùng kíchthước.Có hai loại vật liệu làm gel được sửdụng phổ biến trong điện di, đó làagarose và polyacrylamid. Trong đó,gel polyacrylamid có khả năng phântách cao, nhưng khoảng kích thướcADN có thể phân tích hẹp. Vì vậy,điện di trên gel polyacrylamid có thểphân tách được các phân đoạn ADNkhác nhau thậm trí chỉ một cặpnucleotit (1 bp) duy nhất, nhưngthường chỉ để phân tích các đoạnADN kích thước vài trăm bp. Còn gelagarose có khả năng phân tách thấphơn đối với các phân đoạn ADN kíchthước nhỏ, nhưng rất hiệu quả khiphân tách các phân đoạn ADN kíchthước lớn tới hàng chục hoặc hàngtrăm kb (1 kb = 1000 bp).Các phân đoạn ADN kích thước lớnkhông thể “lọt” qua các lỗ có kíchthước nhỏ trên các bản gel, kể cả gelagarose. Thay vào đó, chúng sẽ“trườn” qua mạng lưới của gel bằngviệc đầu này của phân tử đi trước,còn đầu kia theo sau. Kết quả là cácphân đoạn ADN kích thước lớn (từ 30đến 50 kb) có tốc độ di chuyển trênđiện trường gần như tương đương vàkhó phân tách được bằng phươngpháp điện di thông thường. Đối vớicác phân đoạn ADN kích thước lớnnhư vậy, người ta có thể phân táchbằng việc sử dụng phương pháp điệndi xung trường (pulsed-field gelelectrophoresis). Trong phương phápnày, người ta sử dụng 2 cặp điện cựcnằm chéo góc trên bản điện di . Việc“bật” và “tắt” luân phiên 2 cặp điệncực sẽ làm cho các phân đoạn ADNlớn thay đổi chiều. Các phân đoạnADN có kích thước càng lớn càngchậm hơn trong quá trình thay đổichiều di chuyển. Nhờ vậy, các phânđoạn có kích thước khác nhau sẽ phântách ra khỏi nhau trong quá trình dichuyển. Kỹ thuật điện di xung trườngtrong thực tế có thể sử dụng để xácđịnh được kích thước đầy đủ củanhiễm sắc thể vi khuẩn, hoặc nhiễmsắc thể các loài sinh vật nhân chuẩnbậc thấp, như nấm men. Những loàinày có kích thước hệ gen khoảng vàiMb.Điện di không những có thể phân táchcác phân đoạn ADN khác nhau vềkích thước mà cả về hình dạng và cấuhình không gian của chúng. Các phântử ADN ở dạng mạch vòng giãn xoắnhoặc bị “đứt gãy” ở một số nucleotitdi chuyển chậm hơn trên trường điệndi so với các phân tử ADN ở dạngmạch thẳng có cùng khối lượng.Tương tự như vậy, các phân tử ADN ởdạng siêu xoắn, kích thước và thể tíchthu nhỏ thường di chuyển nhanh hơntrên trường điện di so với các phân tửADN dạng mạch vòng giãn xoắn hoặccó mức độ cuộn xoắn thấp hơn cócùng khối lượng.Kỹ thuật điện di cũng được sử dụngđể phân tách các phân tử ARN. Cácphân đoạn ADN sợi kép mạch thẳngcó cấu trúc bậc hai đồng nhất nên tốcđộ di chuyển trên trường điện ditương quan tỉ lệ thuận với khối lượngphân tử của chúng. Cũng giống nhưADN, các phân tử ARN cũng thườngtích điện âm, nhưng ngoài cấu trúc cơbản ở dạng mạch đơn, các cấu trúcbậc 2 và 3 của phân tử ARN có ảnhhưởng đến tốc độ di chuyển củachúng trên trường điện di. Để hạn chếđiều này, thông thường người ta phảixử lý ARN với một số hóa chất ngăncản sự hình thành các liên kết cục bộtrong phân tử ARN, chẳng hạn nhưglyoxal. Hợp chất này liên kết vớinhóm -NH2 trong các bazơ nitơ vàngăn cản sự kết cặp của các nucleotit.Các phân tử ARN được xử lý glyoxalkhông hình thành được các cấu trúcbậc 2 và 3 vì vậy có tốc độ di chuyểntrên trường điện di dường như đơnthuần phụ thuộc vào khối lượng phântử của chúng.V.1.2. Sử dụng enzym giới hạn trongphân tích ADNHầu hết các phân tử ADN trong tựnhiên đều lớn hơn nhiều so với kíchthước có thể thao tác và phân tích mộtcách thuận lợi trong phòng thínghiệm. Trong các tế bào, phần lớncác nhiễm sắc thể thường là một phântử ADN dài chứa hàng trăm thậm tríhàng nghìn gen khác nhau. Vì vậy, đểcó thể phân lập và phân tích từng gen,người ta phải c ...