Các gene của lục lạp ở Chlamydomonas reinhardii
Sự di truyền lục lạp được nghiên cứu chi tiết hơn cả ở vi tảo Chlamydomonas reinhardii. Tế bào của vi tảo này có một lục lạp lớn với đường kớnh trung bỡnh 5 àm chứa 50 đến 80 bản sao của phõn tử DNA vũng tròn dài 196 kb.
Theo Sager (1975), ở chlamydomonas reinhardii có các đột biến trong nhóm liên kết gene của lục lạp. Các đột biến có biểu hiện kiểu hình như sau:
- Mất khả năng quang hợp để mọc được ngoài ánh sáng và trong tối cần bổ sung đường khử là acetat
- Nhạy cảm với nhiệt độ cao hoặc thấp
- Tính đề kháng với thuốc kháng sinh hoặc có nhu cầu được cung cấp thuốc kháng sinh.
Tất cả các đột biến trên có sự di truyền theo một cha mẹ, có kiểu bát cặp mt+ (có thể coi là dòng mẹ). Điều này liên quan đến sự hình thành lục lạp trong hợp tử, bằng cách nào đó, chỉ nhận DNA từ lục lạp mt+.
Năm 1954, R. Sager đã nghiên cứu các đột biến kháng streptomycine ở C. reinhardii từ dạng hoang dại nhạy cảm sm-s. Một số đột biến sm-r có sự di truyền nhiễm sắc thể với sự phân ly 1 : 1. Tuy nhiên một số đột biến có sự di truyền khác thường như sau:
sm-r mt+ × sm-s mt- → tất cả thế hệ con đều sm-r với tỷ lệ 1 mt+ :1 mt-. sm-s mt+ × sm-r mt- → tất cả thế hệ con đều sm-s với tỷ lệ 1 mt+ : 1 mt-
di truyền theo một cha mẹ. Sager coi mt+ như dòng mẹ và trường hợp trên giống như di truyền theo dòng mẹ. Các kiểu bắt cặp mt có tỷ lệ phân ly của gene trong nhân là 1 : 1.
Hình 10.7 Bản đồ vòng tròn của cpDNA ở Chlamydomonas
Hình 10.8 Bản đồ DNA chloroplast của Marchantia polymorpha IRA và IRB là những trình tự đảo ngược (theo K. Umesono và H. Ozeki, 1987)
Trong tổ hợp lai mt+ sm-r × mt- sm-s có khoảng 0,1% thế hệ hợp tử con mang cả sm-r và sm-s. Các hợp tử như vậy gọi là hợp tử hai cha mẹ cytohet (cytoplasmically heterozygote).
Tần số các cytohet có thể tăng lên 40-100% ở thế hệ hợp tử con nếu mt+ được chiếu tia tử ngoại trước khi lai.
Ở Chlamydomonas, các hợp tử 2 cha mẹ được dùng làm điểm xuất phát cho tất cả các nghiên cứu về sự phân ly và tái tổ hợp của các gene lục lạp.
Trên cơ sơ nhiều tổ hợp lai, R. Sager đã nêu ra bản đồ vòng tròn của cpDNA với các gene tương ứng.
2. Lập bản đồ gene của DNA ty thể
* Lập bản đồ bộ gene ty thể của nấm men
Có c ác phương pháp khác nhau xây dựng bản đồ bộ gene ty thể:
- Lập bản đồ tái tổ hợp (recombination mapping): Ở nấm men sự phân li tế bào chất và tái tổ hợp xảy ra trong quá trình mọc chồi ở cytohet lưỡng bội.
Sự phân li và tái tổ hợp có thể phát hiện trực tiếp ở các dạng lưỡng bội mọc chồi hay quan sát sản phẩm giảm phân khi chồi được kích thích tạo bào tử.
Ví dụ khi lai eryRspiR × erySspS có thể nhận được các kiểu bộ bốn với số lượng như sau:
eryRspiR 63 bộ bốn erySspiS 48 bộ bốn erySspiR 7 bộ bốn eryRspiS 1 bộ bốn
Các kiểu gene erySspiR và eryRspiS là các dạng tái tổ hợp.
- Lập bản đồ bằng phân tích petite: Một số kỹ thuật lập bản đồ có hiệu quả dựa trên sự phối hợp cả 3 loại đột biến petite, antR và mit-. Phần lớn các tiếp cận này dựa vào sự mất đoạn của mtDNA của các đột biến petite. Sự kết hợp các kiểu phân tích di truyền đặc biệt với kỹ thuật tái tổ hợp DNA đã dẫn đến xây dựng bản đồ di truyền hoàn chỉnh của mtDNA.
những để phân tích mtDNA của nấm men, mà cả mtDNA của bất kỳ sinh vật nào miễn chiết tách và tinh sạch được DNA di truyền.
* Bản đồ mtDNA của nấm men và người
Việc xây dựng bản đồ mtDNA hoàn chỉnh của nấm men và người là những thành tựu đáng kể của nghiên cứu di truyền tế bào chất.
- Một số trình tự có codon khởi sự và codon kết thúc ở cuối nhưng chưa biết chức năng
- mtDNA của người rất ít dư thừa
Hình10.9 Bản đồ mtDNA của người (Theo Larson N.G và Clayton D.A, 1995)