Trong gen của cơ thể người hay động vật có rất nhiều kiểu di truyền và mỗi loại đều mang những tác dụng cũng như tác hại khác nhau. Điển hình trong số những kiểu di truyền phổ biến nhất phải kể đến di truyền liên kết. Vậy di truyền liên kết là gì?
Bài viết này mayruaxegiadinh.com.vn sẽ đề cập đến nội dung di truyền liên kết để biết rằng hiện tượng di truyền liên kết xảy ra khi nào? Ý nghĩa của di truyền liên kết là gì?…. Cùng theo dõi nhé!
Contents
Di truyền liên kết là gì?
Khái niệm
Di truyền liên kết (Genetic linkage) là hiện tượng mà một nhóm trình tự gen gần gũi nhau về khoảng cách cùng nằm trên một nhiễm sắc thể (NST), chúng đều được di truyền cùng nhau trong quá trình giảm phân của sinh sản hữu tính.
Trong quá trình phân bào, NST được tái tổ hợp tạo ra sự hoán đổi gen giữa những nhiễm sắc thể tương đồng. Cơ hội tái tổ hợp các gen ở gần nhau sẽ cao hơn so với khi chúng ở cách xa nhau. Lưu ý rằng các gen liên kết không thể xuất hiện ở các nhiễm sắc thể khác nhau.
Thí nghiệm của Moocgan
- Moocgan đã tiến hành thí nghiệm bằng cách cho lai giữa 2 dòng ruồi giấm thuần chủng thân xám, có cánh dài với thân đen, cánh cụt ra F1 toàn là ruồi thân xám và cánh dài.
- Tiếp tục lai phân tích ruồi đực F1 thì thu được thế hệ sau phân li có tỉ lệ 1 thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt.
- Sơ đồ lai như sau:
- Như vậy, thân đen cánh cụt cũng như thân xám và cánh dài luôn luôn di truyền đồng thời với nhau.
- Hiện tượng này được lý giải bằng chính sự liên kết giữa các gen quy định tính trạng ở trên cùng 1 NST để cùng phân li về giao tử và sau đó cùng được tổ hợp qua quá trình thụ tinh.
Ý nghĩa của di truyền liên kết
- Di truyền liên kết là một hiện tượng xuất hiện một nhóm các tính trạng được di truyền cùng nhau và được quy định bởi các gen trên một NST cùng phân li, thực hiện trong quá trình phân bào.
- Di truyền liên kết có khả năng làm biến dị tổ hợp.
- Ngoài ra, di truyền liên kết đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự di truyền bền vững của từng nhóm tính trạng và chúng được quy định bởi các gen trên một NST. Từ đó, người ta có thể lựa trọng được các tính trạng tốt đi kèm với được áp dụng phổ biến như trong chọn giống.
Định nghĩa nhóm gen liên kết là gì?
Nhóm gen liên kết là gì? Là các nhóm gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể di truyền cùng nhau. Các nhóm gen liên kết của một loài cụ thể có số lượng thường bằng với số lượng của nhiễm sắc thể trong bộ NST đơn bội. Tuy nhiên không phải các gen trên cùng một NST lúc nào cũng di truyền được cùng nhau.
Mỗi NST gồm một phân tử ADN và mỗi gen thì chiếm một vị trí xác định trên phân tử ADN. Do đó, các gen trên cùng một NST thường sẽ di truyền cùng nhau và chúng được gọi là liên kết nhóm với nhau.
Trong tự nhiên, nhiều gen khác nhau giúp cho việc thích nghi của sinh vật với môi trường được tốt hơn bởi các gen nằm trên một NST thường di truyền cùng nhau, chúng có thể được tập hợp trên cùng một NST. Đặc biệt, các gen được tập hợp ở cùng NST luôn di truyền cùng nhau từ đó mà duy trì được sự ổn định của loài.
Quá trình tái kết hợp đồng nhất
NST được tái tổ hợp trong quá trình phân bào. Các NST trong quá trình tái tổ hợp tương đồng có thể được cắt ra tại những điểm ngẫu nhiên rồi kết hợp cùng một bản sao khác của NST tương đồng đã bị cắt tại cùng một điểm. Từ đó mà DNA từ một NST kết thúc trong một NST tương đồng khác.
NST gồm các chuỗi DNA chứa tới hàng trăm và thậm chí là hàng ngàn gen. Ở các sinh vật sinh sản hữu tính hầu hết đều có hai bản sao của mỗi nhiễm sắc thể.
Trong đó, cả 2 bản sao của NST đều gồm các gen cho cùng một tính năng như là màu tóc hay mỗi bản sao của NST có thể chứa một alen khác nhau như: một bản sao có thể mã cho tóc đỏ và một bản sao khác cho tóc đen. Hai nhiễm sắc thể ngay cả khi chúng có các alen khác nhau nhưng chúng có cùng gen thì vẫn được gọi là nhiễm sắc thể tương đồng.
Tuy nhiên, thay vì có 2 loại thì có một loại tế bào chỉ có duy nhất một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể như là giao tử (gồm trứng và tinh trùng trong trường hợp của con người).
Các tế bào cần trải qua quá trình phân bào để hình thành được giao tử. Quá trình phân bào gồm sự phân chia tế bào mà ở đó các tế bào con có được một bản sao của mỗi NST thay vì hai. Điều này xảy ra trong quá trình giảm phân tái tổ hợp tương đồng diễn ra.
Quan sát quá trình tái tổ hợp tương đồng xảy ra trong quá trình phân bào qua hình dưới đây:
Di truyền liên kết là gì? Hiện tượng di truyền liên kết xảy ra khi nào?
Các bước trong quá trình diễn ra di truyền đồng nhất là gì?
- Bước 1: Trong quá trình này, tế bào ban đầu bên trái gồm 2 bản sao khác nhau (màu xám và hồng) trên 2 nhiễm sắc thể khác nhau (lớn và nhỏ). Mỗi bản sao đều có cùng gen với bản sao khác tuy nhiên có thể chúng lại có các alen khác nhau nên được hiển thị trong các màu sắc khác nhau.
- Bước 2: Tiếp theo, nó tạo một bản sao khác giống hệt với mỗi bản sao ở bước 1. Lúc này, tế bào gồm 2 cặp nhiễm sắc thể tương đồng và tất cả chúng đều được gắn vào một bản sao giống hệt nhau. Mỗi bản sao giống hệt nhau được gọi là chị em chromatid và vì thế mà có 2 cặp sắc tố giống nhau.
- Bước 3: Mỗi cặp nhiễm sắc thể chị em được xếp cạnh nhau cùng với cặp nhiễm sắc thể chị em khác hay nói đơn giản hơn là nhiễm sắc thể tương đồng được căn chỉnh. Khoảng thời gian này chính là thời gian trong đó tái hợp xảy ra.
- Bước 4: Ở bước thứ 4 này sự tái hợp được diễn ra: DNA của 2 NST tương đồng được cắt và nối lại. Một đoạn DNA được hoán đổi giữa các NST tương đồng tạo điều kiện cho sự kết hợp mới của các alen.
Vị trí cắt DNA đặc biệt là đều xảy ra hầu hết là ngẫu nhiên. Ngoài ra, quá trình giảm phân xuất hiện khi mà các giao tử mới được hình thành. Vì vậy, sự phân chia này nằm ở một vị trí khác dọc theo DNA và dẫn đến nhiều sự kết hợp có thể.
- Bước 5: Tế bào bắt đầu thực hiện chia làm hai, 2 tế bào con nhận hai bản sao của mỗi NST và mỗi bản sao sẽ mang những alen khác nhau và đồng thời DNA được tài tổ hợp.
- Bước 6: Hai tế bào con phân chia lại ở bước cuối cùng nhưng sự phân chia này không phải là sao chép DNA của chúng. Từ đó, mỗi tế bào trong số bốn tế bào con đều có một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể. Lưu ý rằng cách mà DNA tái tổ hợp tạo nên sự khác biệt ở mỗi tế bào con.
Sự tái tổ hợp của các gen liên kết
Để hiểu được các loại di truyền liên kết là gì thì điều cần thiết là phải hiểu được tái tổ hợp tương đồng là như thế nào. Trước tiên, chúng ta đều biết rằng các NST được cắt tại các nơi ngẫu nhiên trong quá trình tái tổ hợp tương đồng.
Điều này cho thấy được cách mà các gen liên kết đã được di truyền với ra sao. Xét một ví dụ thực tế: tàn nhang và tóc đỏ để hiểu rõ hơn về vấn đề này.
Những người có tàn nhang và tóc đỏ rất phổ biến nên thường không khó khăn để tìm kiếm. Trong thực tế, điều này thường xuyên xảy ra hơn, nếu không, người tóc đỏ sẽ có ít tàn nhang và nhiều người tóc nâu hoặc tóc vàng sẽ có tàn nhang thường xuyên hơn.
Nguyên nhân xảy ra hiện tượng này là bởi vì các gen mã hóa tàn nhang cùng các gen mã hóa tóc đỏ nằm sát nhau trên cùng một NST. DNA rất có khả năng sẽ bị cắt ở giữa 2 gen khi tái tổ hợp tương đồng xảy ra.
Vì khả năng mã hóa DNA của hai gen này bị tách ra rất thấp nên 2 tính năng này được di truyền cùng nhau hầu hết thời gian mặc dù sự tái tổ hợp tương đồng có xảy ra nhiều lần. Từ đó dẫn đến việc các gen được di truyền hầu hết thời gian cùng nhau.
Bài tập di truyền liên kết với giới tính
Câu 1: Hiện tượng di truyền liên kết hạn chế sự xuất hiện của biến dị tổ hợp là vì sao?
Trả lời:
Trong cơ thể của các sinh vật thường chứa rất nhiều gen. Theo Menđen thì mỗi gen nằm trên một nhiễm sắc thể, di truyền độc lập với nhau nên vô số các biến dị tổ hợp sẽ được tạo ra qua quá trình giảm phân và thụ tinh.
Còn theo Moocgan thì có nhiều gen nằm cùng trên 1 NST và chúng di chuyển liên kết với nhau. Vì thế, trong trường hợp P thuần chủng nhưng khác nhau về 2, 3 hay nhiều các cặp tính trạng được quy định bởi các cặp gen trên cùng một cặp nhiễm sắc thể thì vẫn thu được F2 có những kiểu hình giống bố mẹ và phân li theo tỉ lệ 3:1.
Câu 2: Quy luật phân li độc lập của Menđen đã được bổ sung bởi hiện tượng di truyền liên kết là gì?
Trả lời:
Menđen khi giải thích cho thí nghiệm của mình đã sử dụng khái niệm nhân tố di truyền là yếu tố quy định những tính trạng. Còn Moocgan thì khẳng định các nhân tố di truyền đó chính là những gen tồn tại trên NST.
Theo Menđen, mỗi gen nằm ở cùng một nhiễm sắc thể và di truyền độc lập với nhau. Tuy nhiên, với mỗi loài sinh vật trên thực tế có số lượng gen trong tế bào rất lớn nhưng số lượng NST lại hạn chế về số lượng. Do đó, theo Moocgan thì trên 1 NSt có thể sẽ chưa vô số gen và chúng đã di truyền cùng nhau (phụ thuộc vào nhau).
Câu 3: Hiện tượng di truyền liên kết xảy ra khi nào?
Trả lời:
Trường hợp di truyền liên kết xảy ra khi: các cặp gen quy định các cặp tính trạng nằm trên cùng một cặp nhiễm sắc thể tương đồng
Nguyên nhân là do chúng sẽ phân li cùng nhau về 1 giao tử trong quá trình giảm phân
Lời Kết
Trên đây là toàn bộ những thông tin tổng hợp về nội dung di truyền liên kết mà mayruaxegiadinh.com.vn muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng rằng những kiến thức này giúp bạn hiểu di truyền liên kết là gì? Hiện tượng di truyền liên kết xảy ra khi nào và cả ý nghĩa của di truyền liên kết ra sao. Đừng quên truy cập website thường xuyên để cập nhật nhiều thông tin thú vị hơn nhé!
