NộI Dung
- Mendel: Sự khởi đầu của sự hiểu biết về di truyền học
- Khái niệm cơ bản về đặc điểm di truyền
- Di truyền Mendel: Đặc điểm chiếm ưu thế và lặn
- Di truyền không Mendel
- Codominance: Ví dụ trong tự nhiên
- Nhóm máu: Một ví dụ
- Thông tin thêm về Sự thống trị chưa hoàn thành so với Codominance
Mãi đến giữa thế kỷ 19, bất cứ ai cũng đang tiến hành những gì sẽ trở thành công việc mang tính kết luận và không thể bác bỏ trong các cơ chế di truyền cơ bản của con người, cả trong ngắn hạn (di sản, hoặc truyền các đặc điểm từ cha mẹ sang con cái) và trong thời gian dài (tiến hóa hoặc thay đổi tần số alen của các quần thể nhất định qua hàng trăm, hàng ngàn hoặc thậm chí hàng triệu thế hệ).
Vào giữa những năm 1800 ở Anh, một nhà sinh vật học tên Charles Darwin đang bận rộn chuẩn bị công bố những phát hiện chính của mình trong các lĩnh vực chọn lọc tự nhiên và Sửa đổi gốc, các khái niệm hiện đang đứng đầu trong danh sách thuật ngữ của các nhà khoa học cuộc sống nhưng ở thời điểm đó không rõ ràng và gây tranh cãi.
Mendel: Sự khởi đầu của sự hiểu biết về di truyền học
Đồng thời, một tu sĩ trẻ người Áo với nền tảng giáo dục chính quy giàu khoa học, một số kinh nghiệm làm vườn nghiêm túc và mức độ kiên nhẫn siêu nhiên tên là Gregor Mendel đã kết hợp những tài sản này để đưa ra một số giả thuyết và lý thuyết quan trọng nâng cao khoa học đời sống một bước nhảy vọt lớn hầu như chỉ sau một đêm, trong số đó có luật phân biệt và luật phân loại độc lập.
Mendel nổi tiếng với việc giới thiệu ý tưởng về genhoặc hướng dẫn phân tử có trong DNA (axit deoxyribonucleic) liên quan đến một đặc điểm vật lý nhất định và alen, đó là các phiên bản khác nhau của cùng một gen (thông thường, mỗi gen có hai alen).
Thông qua các thí nghiệm nổi tiếng hiện nay với cây đậu, ông đã tạo ra các khái niệm về các alen trội và lặn và các khái niệm về kiểu hình và kiểu gen.
Khái niệm cơ bản về đặc điểm di truyền
Sinh vật nhân sơ, là những sinh vật đơn bào như vi khuẩn, sinh sản vô tính, bằng cách tạo ra các bản sao chính xác của chúng bằng cách sử dụng một quá trình gọi là phân hạch nhị phân. Kết quả của sinh sản prokaryote là hai tế bào con giống hệt nhau về mặt di truyền với tế bào bố mẹ và với nhau. Đó là, con đẻ của sinh vật nhân sơ, trong trường hợp không có đột biến gen, chỉ đơn giản là bản sao của nhau.
Ngược lại, sinh vật nhân chuẩn là những sinh vật sinh sản hữu tính trong quá trình phân chia tế bào của nguyên phân và bệnh teovà bao gồm thực vật, động vật và nấm. Mỗi cuộc gọi con gái nhận được một nửa vật liệu di truyền của nó từ bố mẹ và một nửa từ bố mẹ khác, với mỗi bố mẹ đóng góp một alen được chọn ngẫu nhiên từ mỗi gen của nó vào hỗn hợp di truyền của con cái thông qua giao tử, hoặc tế bào sinh dục, được tạo ra trong bệnh teo cơ.
(Ở người, con đực tạo ra giao tử gọi là tế bào tinh trùng và nữ tạo ra tế bào trứng.)
Di truyền Mendel: Đặc điểm chiếm ưu thế và lặn
Thông thường, một alen chiếm ưu thế so với các alen khác và che dấu hoàn toàn sự hiện diện của nó ở mức độ biểu hiện, hoặc nhìn thấy được.
Ví dụ, trong cây đậu, hạt tròn là có ưu thế trên hạt nhăn vì nếu một bản sao alen mã hóa cho tính trạng tròn (được biểu thị bằng chữ in hoa, trong trường hợp này R) có trong DNA thực vật, thì alen mã hóa cho tính trạng nhăn không có tác dụng, mặc dù nó có thể được thông qua vào thế hệ tiếp theo của thực vật.
Kiểu gen của sinh vật cho một gen nhất định chỉ đơn giản là sự kết hợp của các alen mà nó có gen đó, ví dụ RR (kết quả của cả hai loại giao tử bố mẹ có chứa "R") hoặc rR (kết quả của một giao tử đóng góp "r" và một loại khác "R").Kiểu hình của sinh vật là biểu hiện vật lý của kiểu gen đó (ví dụ: tròn hoặc nhăn).
Nếu một cây có kiểu gen Rr được lai với chính nó (cây có thể tự thụ phấn, một khả năng hữu ích khi cơ địa không phải là một lựa chọn), bốn kiểu gen có thể có của con cái kết quả là RR, rR, Rr và rr. Bởi vì hai bản sao của một alen lặn phải có mặt để tính trạng lặn được biểu hiện, chỉ có con "rr" mới có hạt nhăn.
Khi một kiểu gen của sinh vật cho một tính trạng bao gồm hai alen giống nhau (ví dụ: RR hoặc rr), sinh vật được nói đến bởi đồng hợp tử cho đặc điểm đó ("homo-" có nghĩa là "giống nhau"). Khi một trong mỗi alen có mặt, sinh vật là dị hợp tử cho đặc điểm đó ("hetero-" có nghĩa là "khác").
Di truyền không Mendel
Ở cả thực vật và động vật, không phải tất cả các gen đều tuân theo sơ đồ lặn chiếm ưu thế đã nói ở trên, dẫn đến các hình thức di truyền phi Mendel khác nhau. Hai dạng có ý nghĩa di truyền chính là thống trị không đầy đủ và đồng tiền.
Trong thống trị không đầy đủ, con cái dị hợp tử hiển thị kiểu hình trung gian giữa các hình thức lặn trội đồng hợp tử và đồng hợp tử đồng hợp tử.
Ví dụ, trong bốn hoa oclock, màu đỏ (R) chiếm ưu thế so với màu trắng (r), nhưng con Rr hoặc rR không phải là hoa màu đỏ, vì chúng sẽ nằm trong sơ đồ Mendel. Thay vào đó, chúng là những bông hoa màu hồng, giống như màu hoa của bố mẹ đã được pha trộn như sơn trên bảng màu.
Trong đồng tiền, mỗi alen gây ảnh hưởng như nhau đối với kiểu hình kết quả. Tuy nhiên, thay vì pha trộn đồng nhất các đặc điểm, mỗi đặc điểm được thể hiện đầy đủ, nhưng trong các phần khác nhau của sinh vật. Trong khi điều này có vẻ khó hiểu, các ví dụ về sự đồng nhất là đủ để minh họa hiện tượng này, như bạn sẽ thấy trong giây lát.
Codominance: Ví dụ trong tự nhiên
Bạn chắc chắn đã nhận thấy nhiều loài động vật có sọc hoặc đốm trên lông hoặc da của chúng, chẳng hạn như ngựa vằn và báo. Đây là một ví dụ điển hình về sự đồng nhất.
Nếu cây đậu tuân theo sơ đồ đồng loại, thì bất kỳ cây nào được cho có kiểu gen Rr sẽ có hỗn hợp đậu mịn và đậu nhăn, nhưng không có chất trung gian, tức là, tròn, nhưng nhăn.
Kịch bản thứ hai sẽ cho thấy sự thống trị không hoàn toàn, và tất cả các hạt đậu sẽ có hình dạng giống nhau; Đậu Hà Lan tròn và hoàn toàn nhăn nheo sẽ không thể thấy rõ ở bất cứ nơi nào trên cây.
Các nhóm máu của con người đóng vai trò là một ví dụ tuyệt vời về sự đồng nhất. Như bạn có thể biết, nhóm máu của con người có thể được phân loại là A, B, AB hoặc O.
Những kết quả này từ mỗi cha mẹ đóng góp một protein bề mặt tế bào hồng cầu "A", protein "B" hoặc không có protein, được chỉ định là "O." Do đó, các kiểu gen có thể có trong quần thể người là AA, BB, AB (điều này cũng có thể được viết là "BA" vì kết quả chức năng là như nhau và cha mẹ đóng góp những alen nào không liên quan), AO, BO hoặc OO. (Điều quan trọng là phải nhận ra rằng trong khi protein A và B là chủ yếu, O không phải là một alen mà thực sự là sự vắng mặt của một loại, vì vậy nó không được dán nhãn theo cùng một cách.)
Nhóm máu: Một ví dụ
Bạn có thể tự mình tìm ra các cách kết hợp kiểu hình khác nhau ở đây, một bài tập thú vị khi bạn biết nhóm máu của mình và tò mò về kiểu gen của bố mẹ bạn hoặc của bất kỳ đứa trẻ nào bạn có thể có.
Ví dụ: nếu bạn có nhóm máu O, cả hai cha mẹ của bạn phải tặng một "khoảng trống" cho bộ gen của bạn (tổng của tất cả các gen của bạn). Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là bố mẹ bạn nhất thiết phải có O là nhóm máu, bởi vì một hoặc cả hai có thể có kiểu gen AO, OO hoặc BO.
Do đó, điều chắc chắn duy nhất ở đây là cả bố mẹ bạn đều không có nhóm máu AB.
Thông tin thêm về Sự thống trị chưa hoàn thành so với Codominance
Mặc dù sự thống trị và sự đồng nhất không hoàn toàn là những hình thức thừa kế rõ ràng tương tự nhau, nhưng điều quan trọng là phải ghi nhớ sự khác biệt giữa sự pha trộn các tính trạng ở trước và việc tạo ra một kiểu hình bổ sung ở sau.
Ngoài ra, một số đặc điểm thống trị không hoàn toàn có sự đóng góp từ nhiều gen, chẳng hạn như chiều cao và màu da của con người. Điều này hơi trực quan vì những đặc điểm này không phải là sự pha trộn đơn giản của các đặc điểm của cha mẹ và tồn tại dọc theo một sự liên tục thay vào đó.
Điều này được gọi là đa gen Sự kế thừa ("nhiều gen"), một sơ đồ không liên quan đến sự đồng nhất.