Nhiễm sắc thể có vai trò quan trọng đối với sự di truyền nhưng chúng có thể bị đột biến. Các dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể có thể có kết quả tốt hoặc xấu đối với sinh vật. Cùng mayruaxegiadinh.com.vn tìm hiểu chi tiết về đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể sau đây.
Contents
Khái niệm đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể là gì?
Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể là sự biến đổi bên trong cấu trúc của các nhiễm sắc thể. Sự biến đổi này có thể là tăng/giảm số lượng gen trên nhiễm sắc thể hoặc thay đổi trình tự sắp xếp các gen trên nhiễm sắc thể đó dẫn tới biến đổi hình dạng và cấu trúc của nhiễm sắc thể.
-
Nguyên nhân & cơ chế phát sinh đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể
Nguyên nhân làm phát sinh đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể
- Do tác động của các tác nhân ngoại cảnh gây ra đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể gồm:
- Các tác nhân vật lý: tia phóng xạ, tia tử ngoại, xung điện,….
- Các tác nhân hóa học: benzen, chì, thủy ngân, các loại thuốc diệt cỏ hoặc thuốc trừ sâu,….
- Do rối loạn trao đổi chất diễn ra bên trong tế bào gây nên tình trạng đứt gãy nhiễm sắc thể.
- Do rối loạn trong quá trình tự sao của các nhiễm sắc thể hay quá trình tiếp hợp và trao đổi chéo bất thường giữa các crômatit.
- Do tác nhân virus: Một số loại virus như Herpes và Sarcoma có khả năng gây nên đột biến đứt gãy nhiễm sắc thể.
Cơ chế phát sinh đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể là gì?
Cơ chế phát sinh đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể diễn ra như sau: Khi tác nhân gây đột biến hoặc do sự rối loạn bên trong tế bào làm quá trình tự sao hay tiếp hợp của nhiễm sắc thể xảy ra một khoảng không bình thường.
Sự đứt đoạn này được xác định là dạng biểu hiện đầu tiên của đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể, thường diễn ra khi nhiễm sắc thể đang ở dạng sợi mảnh, chưa xoắn lại đến mức cao nên rất dễ đứt gãy trong quá trình phân bào. Từ đó gây ra đột biến làm mất đoạn, lặp đoạn, chuyển đoạn hoặc đảo đoạn.
Cơ chế di truyền: Nếu đột biến xảy ra trong quá trình giảm phân có thể sẽ sinh ra loại giao tử bất thường. Giao tử mang nhiễm sắc thể có thể xảy ra đột biến khi kết hợp cùng giao tử khác (giao tử bình thường hoặc đột biến) sẽ tạo nên hợp tử chứa đột biến đó. Từ đó hình thành thể đột biến tức cơ thể sẽ biểu hiện đột biến đó ra kiểu hình.
Tìm hiểu các dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể
Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể gồm các dạng chính là: Đột biến mất đoạn, Đột biến lặp đoạn, Đột biến đảo đoạn và Đột biến chuyển đoạn. Đặc điểm của các dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể sẽ được trình bày dưới đây.
Đột biến mất đoạn
Đột biến mất đoạn là hiện tượng mà một đoạn trong nhiễm sắc thể bị đứt hẳn ra. Đoạn bị mất này có thể là đoạn đầu mút nhiễm sắc thể hoặc là đoạn giữa tâm động và đầu mút nhiễm sắc thể.
Ví dụ minh họa:
- Ở người: Nếu bị mất đoạn vai dài nhiễm sắc thể số 22 ở người sẽ gây nên bệnh ung thư máu ác tính.
- Ở ngô và ruồi giấm: Việc đột biến mất đoạn nhỏ không làm giảm sức sống nên được ứng dụng trong việc loại bỏ gen không mong muốn.
Đột biến lặp đoạn
Đột biến lặp đoạn là hiện tượng một đoạn nhiễm sắc thể (NST) lặp lại thêm một hoặc nhiều lần trên NST đó. Dạng đột biến này xuất hiện do có hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo không cân giữa những crômatit trong cặp NST tương đồng.
Ví dụ minh họa:
Ở đoạn mạch khi có đột biến lặp đoạn nhiễm sắc thể sẽ có khả năng làm tăng hoạt tính enzym amilaza. Đây là dạng đột biến có ý nghĩa quan trọng trong ngành sản xuất bia.
Còn ở ruồi giấm, việc lặp đoạn sẽ khiến mắt lồi trở thành mắt dẹt ở thế hệ sau.
Đột biến đảo đoạn
Đảo đoạn nhiễm sắc thể là hiện tượng một đoạn trên NST bị đứt ra rồi quay ngược và gắn lại vị trí cũ. Đột biến đảo đoạn có thể xảy ra với đoạn chứa hoặc không chứa tâm động. Vì chỉ có đứt ra và gắn lại nên không làm thay đổi số lượng gen, thay vào đó làm thay đổi trình tự của các gen trên nhiễm sắc thể.
Ví dụ minh họa:
Ruồi giấm ở nhiễm sắc thể số 3 có 12 đảo đoạn. Việc đảo đoạn nhiều lần như thế lại tạo ra các nòi thích nghi được với sự thay đổi nhiệt độ từ môi trường khác nhau.
Xem thêm: Đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa? Sao nước ta có khí hậu này
Đột biến chuyển đoạn
Đột biến chuyển đoạn gồm có 3 dạng chính như sau:
Dạng 1: Chuyển đoạn trên cùng một nhiễm sắc thể là hiện tượng một đoạn NST bị đứt ra và gắn lại nhưng ở vị trí khác trên cùng một NST.
Dạng 2: Chuyển đoạn nhiễm sắc thể giữa hai nhiễm sắc thể không tương đồng gồm: Chuyển đoạn tương hỗ và chuyển đoạn không tương hỗ. Trong đó:
- Chuyển đoạn không tương hỗ là hiện tượng xảy ra khi 1 đoạn của NST này bị đứt ra rồi gắn lại vào 1 NST nguyên vẹn của cặp NST khác.
- Chuyển đoạn tương hỗ hay thuận nghịch giữa 2 NST không tương đồng là hiện tượng một đoạn NST nào đó của 2 đoạn NST không cùng cặp bị đứt ra và gắn lại nhưng đổi chỗ cho nhau.
Dạng 3: Chuyển đoạn Robertson gồm 2 dạng là: Dung hợp và phân đoạn nhiễm sắc thể. Trong đó:
- Dung hợp là hiện tượng mà 2 đoạn NST không tương đồng nhưng lại kết hợp với nhau tạo thành 1 cặp.
- Phân đoạn nhiễm sắc thể là hiện tượng 1 cặp NST bị tách thành 2 đoạn.
-
Vai trò, ý nghĩa & hậu quả của đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể
Hậu quả của đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể
| Loại đột biến | Ảnh hưởng tới bộ máy di truyền | Biểu hiện ra kiểu hình của sinh vật |
| Mất đoạn nhiễm sắc thể | Làm giảm số lượng gen của nhiễm sắc thể, gây mất cân bằng hệ gen. | Gây chết hoặc làm giảm sức sống của cơ thể mang đột biến. |
| Lặp đoạn nhiễm sắc thể | Làm tăng số lượng gen trên nhiễm sắc thể, gây mất cân bằng hệ gen. | Làm tăng/giảm mức độ biểu hiện của một số tính trạng nào đó. |
| Đảo đoạn nhiễm sắc thể | Không làm thay đổi số lượng gen mà chỉ biến đổi trình tự sắp xếp của các gen gây ra tình trạng gen bị bất hoạt.
Ngoài ra, đột biến có thể làm tăng hoặc giảm mức độ hoạt động của gen bởi vị trí của gen cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều hòa hoạt động gen. |
Ít gây ra ảnh hưởng tới sức sống của sinh vật do không làm thay đổi số lượng gen. Vậy nhưng, loại đột biến này có thể làm tăng/giảm khả năng sinh sản của cơ thể bị đột biến, được gọi là hiện tượng bán bất thụ.
Tuy nhiên, ở cơ thể có kiểu gen dị hợp tử mang đoạn đảo mà khi giảm phân, nếu xuất hiện hiện tượng trao đổi chéo trong vùng của đoạn đảo sẽ hình thành các giao tử không bình thường. Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng tới khả năng sống của sinh vật đó. |
| Chuyển đoạn nhiễm sắc thể | Việc chuyển đoạn giữa các NST không tương đồng khiến gen thuộc NST này bị chuyển sang NST khác và gây nên sự thay đổi nhóm gen liên kết. | Chuyển đoạn nhỏ thường ít gây ảnh hưởng tới sức sống sinh vật. Tuy nhiên, chuyển đoạn lớn thường gây chết hoặc suy giảm khả năng sinh sản của cơ thể đột biến. |
Vai trò, ý nghĩa của đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể
| Loại đột biến | Vai trò & Ý nghĩa |
|
Mất đoạn nhiễm sắc thể |
Đột biến mất đoạn không phải luôn gây hại cho sinh vật, một số đột biến mất đoạn nhỏ hiện nay được ứng dụng để loại bỏ gen xấu trong cây trồng.
Ngoài ra, người ta còn dùng đột biến mất đoạn để xác định được gen đó trên nhiễm sắc thể để phục vụ cho việc lập bản đồ gen. |
|
Lặp đoạn nhiễm sắc thể |
Đột biến lặp đoạn nhiễm sắc thể làm tăng số lượng gen nên làm tăng lượng sản phẩm do gen đó tạo ra. Lợi dụng điều này mà phát hiện ra nhiều ứng dụng trong cuộc sống và công cuộc sản xuất.
Khi lặp đoạn nhiễm sắc thể đồng nghĩa các gen cũng được lặp lại nhiều lần nên tạo điều kiện cho sự xuất hiện đột biến gen vào hình thành nên nhiều alen mới đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa. |
|
Đảo đoạn nhiễm sắc thể |
Đột biến đảo đoạn sẽ không làm biến đổi số lượng gen mà chỉ sắp xếp lại các gen trên nhiễm sắc thể. Điều này dẫn tới sự sai khác giữa các sinh vật cùng loài với nhau, góp phần cung cấp nguyên liệu phục vụ cho quá trình tiến hóa. |
|
Chuyển đoạn nhiễm sắc thể |
Hiện nay, người ta lợi dụng đột biến chuyển đoạn nhỏ nhằm chuyển những gen mong muốn từ loại cây hoang dại vào cây trồng. Ngoài ra, sử dụng các dòng côn trùng bất thụ do đột biến chuyển đoạn để làm công cụ trong công tác phòng chống sâu bệnh hại cây trồng.
Các đột biến chuyển đoạn này còn tạo nên sự sai khác giữa các sinh vật. Đây là yếu tố quan trọng trong việc hình thành nên loài mới. |
Biện pháp để hạn chế đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể
Dưới đây là một số lưu ý để hạn chế tình trạng đột biến nhiễm sắc thể:
Giải pháp hạn chế phát sinh đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể.
- Hạn chế các hoạt động gây ô nhiễm môi trường, có ý thức giữ gìn vệ sinh môi trường.
- Người làm việc thường xuyên tiếp xúc với hóa chất, sử dụng hóa chất cần chấp hành các quy định về an toàn sử dụng hóa chất và sử dụng các loại phương tiện để bảo vệ cá nhân, hạn chế nguy cơ rủi ro.
- Sử dụng hợp lý các loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ.
- Có ý thức đấu tranh chống sản xuất và sử dụng các loại vũ khí hạt nhân, vũ khí hóa học….
- Trường hợp mắc một số dị tật di truyền nguy hiểm không nên kết hôn hoặc sinh con.
Lời Kết
Như vậy, những thông tin mà chúng tôi vừa đề cập trên đây đã giúp bạn giải đáp được thắc mắc “Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể là gì” cùng nguyên nhân gây ra tình trạng này và hậu quả cũng như vai trò của nó đối với sinh vật.
Hy vọng qua đây bạn đã có cái nhìn tổng quan hơn về đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể. Mặc dù mang lại những ảnh hưởng tiêu cực tới sinh vật nhưng phần nào đó đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể cũng đóng vai trò quan trọng đối với ngành khoa học nghiên cứu và đời sống con người và các sinh vật khác.
Xem thêm: Trong nước bọt có chứa loại enzim nào? [Chuẩn nhất]
