NỘI DUNG
Một số dạng bài tập liên quan
I Khái quát về gen và allen
Ngày nay, gen được định nghĩa là một đoạn của phân tử ADN hoặc ARN chứa thông tin mã hóa cho một sản phẩm cụ thể, sản phẩm này có thể là ARN hoặc chuỗi polypeptide.
Mỗi gen là một chuỗi nucleotide nằm ở vị trí cụ thể trên nhiễm sắc thể, gọi là locus Các gen chủ yếu được lập trình để tế bào tổng hợp các enzym đặc trưng và các loại protein khác nhau, từ đó tạo ra những tính trạng đặc trưng của cơ thể sinh vật.
Allen là các trạng thái khác nhau của cùng một gen, quy định các biến thể của một tính trạng di truyền Trong tế bào của sinh vật lưỡng bội, mỗi gen tồn tại dưới hai bản sao Hai trình tự này có thể giống nhau hoặc khác nhau chỉ ở một cặp nucleotit Các phiên bản khác nhau của cùng một gen được gọi là các allen, trong khi các gen khác nhau không được coi là allen với nhau.
Các allele của một gen là những trạng thái đột biến từ gen gốc Mỗi gen có thể chứa hai allele, trong đó một là trạng thái trội và một là trạng thái lặn Nếu gen có nhiều trạng thái khác nhau, nó được gọi là gen đa allele.
Theo mô hình nghiên cứu của Mendel, ông đã giới thiệu thuật ngữ "cặp allele" để thay thế cho "cặp nhân tố di truyền" Mỗi tính trạng của một sinh vật được quy định bởi hai allele, một từ bố và một từ mẹ Trong quá trình hình thành giao tử, các allele phân li độc lập với nhau.
Tính trạng là đặc điểm về hình thái, cấu tạo và sinh lý của cơ thể, chẳng hạn như màu hoa, hình dạng quả, hình dạng hạt, màu mắt và màu lông Mỗi tính trạng có thể biểu hiện dưới nhiều dạng đặc tính khác nhau, được gọi là kiểu hình.
Trong thế kỷ XX, các nhà di truyền học đã mở rộng quy luật Mendel không chỉ cho nhiều đối tượng mà còn cho các phương thức di truyền phức tạp hơn Họ đã nghiên cứu mối quan hệ trội lặn không hoàn toàn giữa các alen của cùng một gen, cũng như trường hợp một gen quy định tính trạng với hai alen khác nhau hoặc tạo ra nhiều kiểu hình Bài viết này sẽ xem xét kỹ lưỡng sự tác động của gen đối với sự hình thành tính trạng.
II Quy luật tác động của gen trong nhân đối với sự hình thành tính trạng
Tác động của gen đến sự hình thành tính trạng là kết quả của sự tương tác giữa các alen trong cùng một gen và giữa các alen của các gen khác nhau Những tương tác này quyết định sự phát triển và biểu hiện các tính trạng ở cơ thể sinh vật.
1 Tương tác giữa các allen thuộc cùng một gen (Gen allen)
Khi một gen quy định một tính trạng, sự hình thành tính trạng phụ thuộc vào mức độ biểu hiện của các alen trội và lặn khác nhau Mối quan hệ giữa các alen này có thể dao động từ trội hoàn toàn đến trội không hoàn toàn và đồng trội Sự khác biệt về trình tự nucleotit trên ADN tạo ra các alen trội và lặn, nhưng tính trội không nhất thiết là do nó kiềm chế alen lặn Trong thể dị hợp, các alen trội và lặn không tương tác với nhau Do đó, tính trội và lặn chỉ thể hiện từ kiểu gen đến sự hình thành tính trạng.
Trong nghiên cứu của Mendel, ông đã may mắn khi chọn được tính trạng do một gen duy nhất quy định, với các alen tương tác theo kiểu trội-lặn hoàn toàn, dẫn đến mối tương tác giữa kiểu gen và kiểu hình trở nên tương đối đơn giản.
Trong các phép lai đậu Hà Lan của Mendel, thế hệ F1 thể hiện tính trạng giống một trong hai dạng bố mẹ do một alen có mức độ trội hoàn toàn Ví dụ, tính trạng hạt đậu trơn được quy định bởi alen sản sinh enzyme chuyển hóa đường thành tinh bột, giúp hạt không mất nước và giữ được hình dạng trơn Ngược lại, nếu alen này đột biến, cây sẽ không sản xuất enzyme và hạt sẽ tích tụ đường, dẫn đến tình trạng nhăn nheo khi chín Cây dị hợp tử chỉ cần một alen bình thường để tổng hợp đủ enzyme, giữ cho hạt vẫn trơn Tóm lại, tính trạng hạt trơn ở cây đậu hoàn toàn trội so với hạt nhăn.
Cơ sở phân tử của hiện tượng trội hoàn toàn:
Hình 1 : Các giả thuyết về cơ sở của tính trội hoàn toàn
Trong tế bào, gen A sản xuất sản phẩm để tạo ra tính trạng, trong khi sản phẩm của gen a lại ức chế sự tổng hợp của sản phẩm gen A Do đó, trong tế bào thể dị hợp, sự tương tác giữa các gen này ảnh hưởng đến biểu hiện của tính trạng.
Khi gen aa ở trạng thái đồng hợp lặn, không bị ức chế, gen a sẽ tổng hợp sản phẩm và hình thành tính trạng của a.
Trội không hoàn toàn xảy ra khi không có alen nào hoàn toàn trội so với alen khác, dẫn đến các con lai ở thế hệ F1 có kiểu hình trung gian giữa các kiểu hình của bố mẹ.
Hiện tượng lai giữa cây hoa mõm chó đỏ và cây hoa trắng tạo ra toàn bộ F1 với hoa màu hồng Cây dị hợp tử sản sinh ra sắc tố đỏ với lượng thấp hơn so với cây đồng hợp tử trội, dẫn đến hoa có màu hồng Trong khi đó, cây đồng hợp lặn không tổng hợp được sắc tố, do đó hoa có màu trắng.
Hình 2 : Hiện tượng trội không hoàn toàn ở hoa mõm chó