Các mẫu kế thừa không được liên kết và được liên kết
Đăng kí
• Việc Morgan phát hiện ra các tỷ lệ phi Mendel ở Drosophila
Thomas Hunt Morgan đã đóng góp quan trọng vào hiểu biết hiện tại của chúng ta về mối liên kết gen bằng cách phát hiện ra các tỷ lệ phi Mendel trong Drosophila melanogaster (fruit flies)
- Các thí nghiệm nhân giống của ông liên quan đến ruồi giấm đã chứng minh rõ ràng rằng các gen liên kết không được phân loại độc lập.
quan hệ tình dục
Khi lai giữa cá thể hoang dã mắt đỏ với cá thể đột biến mắt trắng, ông đã phát hiện ra sự phân bố kiểu hình có sự sai lệch giới tính rõ rệt.
- Tất cả con cái của con đực mắt đỏ đều có mắt đỏ, trong khi tất cả con đực của con cái mắt trắng cũng có mắt trắng
- Morgan đã mô tả sự phân bố này là sự di truyền 'giới hạn giới tính' và suy ra rằng nó được gây ra bởi gen quy định màu mắt nằm trên một nhiễm sắc thể giới tính (i. e. liên kết X)
Khám phá của Morgan về liên kết giới tính ở Drosophila
liên kết gen
Morgan tiếp tục xác định một số đặc điểm khác nhau ở ruồi giấm không tuân theo tỷ lệ Mendel.
- Một số kết hợp kiểu hình xảy ra ở tần số thấp hơn nhiều so với dự kiến
Dựa trên dữ liệu này, Morgan đưa ra hai đề xuất chính
- Các alen quy định những tính trạng này nằm trên một nhiễm sắc thể chung (liên kết gen) và do đó không phân li độc lập
- Các alen được liên kết có thể được tách rời thông qua tái tổ hợp (lai chéo) để tạo ra các tổ hợp kiểu hình thay thế, nhưng những kiểu hình mới này sẽ xảy ra với tần suất thấp hơn nhiều
Morgan cũng quan sát thấy rằng số lượng trao đổi chéo giữa các gen liên kết khác nhau tùy thuộc vào sự kết hợp của các tính trạng.
- Điều này dẫn đến ý tưởng rằng tần số trao đổi chéo có thể là tích số của khoảng cách giữa hai gen trên một nhiễm sắc thể – các gen có tần số trao đổi chéo cao hơn sẽ cách xa nhau hơn, trong khi các gen có tần số trao đổi chéo thấp hơn sẽ gần nhau hơn
- Morgan đã sử dụng khái niệm này để phát triển bản đồ liên kết gen đầu tiên cho thấy vị trí tương đối của các gen trên nhiễm sắc thể
Tần số liên kết và tái tổ hợp gen
Trang web chéo. Không Một Hai Ba Bốn
Từ các sơ đồ trên có thể thấy rằng.
- Aristae dài và mắt đỏ có nhiều khả năng bị tách ra do tái hợp (tần số chéo cao)
- Aristae dài và chân dài ít có khả năng bị tách ra do tái hợp (tần số trao đổi chéo thấp)
Điều này chỉ ra rằng các gen ở chân và lông mọc gần nhau hơn, trong khi gen ở mắt ở xa hơn
Các gen liên kết là các gen có khả năng di truyền cùng nhau vì chúng gần nhau về mặt vật lý trên cùng một nhiễm sắc thể. Trong quá trình giảm phân, các nhiễm sắc thể được tổ hợp lại, dẫn đến hoán đổi gen giữa các nhiễm sắc thể tương đồng. Nếu các gen ở gần nhau, khả năng tái tổ hợp sẽ cao hơn nếu chúng ở xa nhau. Không thể có các gen liên kết nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau
Sự tái kết hợp đồng nhất
Các nhiễm sắc thể được tái tổ hợp trong quá trình giảm phân. Trong quá trình tái tổ hợp tương đồng, các nhiễm sắc thể có thể bị “cắt” tại các điểm ngẫu nhiên, sau đó chúng được kết hợp với một bản sao khác của nhiễm sắc thể tương đồng đã bị cắt tại cùng một điểm. Bằng cách này, DNA từ một nhiễm sắc thể kết thúc trong một nhiễm sắc thể tương đồng khác. Hãy xem xét kỹ hơn về điều này
Nhiễm sắc thể là chuỗi DNA chứa hàng trăm, thậm chí hàng nghìn gen. Hầu hết các sinh vật tham gia sinh sản hữu tính đều có hai bản sao của mỗi nhiễm sắc thể. Trong khi cả hai bản sao của mỗi nhiễm sắc thể có các gen cho cùng một tính năng (e. g. màu tóc), mỗi bản sao của nhiễm sắc thể có thể chứa một alen khác nhau (e. g. một bản sao có thể mã hóa cho tóc đen và bản sao còn lại cho tóc đỏ). Hai nhiễm sắc thể có các gen giống nhau, mặc dù chúng có các alen khác nhau, được gọi là nhiễm sắc thể tương đồng
Tuy nhiên, có một loại tế bào chỉ có một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể thay vì hai. giao tử (trứng và tinh trùng trong trường hợp của con người). Để hình thành giao tử, các tế bào trải qua quá trình giảm phân, bao gồm quá trình phân chia tế bào, theo đó các tế bào con thu được một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể thay vì hai. Chính trong quá trình giảm phân, sự tái tổ hợp tương đồng xảy ra
Hình dưới đây cho thấy quá trình tái tổ hợp tương đồng diễn ra như thế nào trong quá trình giảm phân
Trong hình này, ô bên trái ban đầu có hai bản sao khác nhau (xám và hồng) của hai nhiễm sắc thể khác nhau (lớn và nhỏ). Mỗi bản sao có cùng gen với bản sao kia nhưng rất có thể có các alen khác nhau;
Sau đó, ô tạo một bản sao giống hệt nhau của mỗi bản sao (bảng thứ hai trong hình). Bây giờ có hai cặp nhiễm sắc thể tương đồng, tất cả chúng được gắn vào một bản sao giống hệt nhau. Mỗi bản sao giống hệt nhau còn được gọi là nhiễm sắc thể chị em. Do đó có bốn cặp nhiễm sắc thể chị em
Trong bảng thứ ba của hình, chúng ta có thể thấy rằng mỗi cặp nhiễm sắc thể chị em được xếp thẳng hàng bên cạnh cặp nhiễm sắc thể chị em khác, hay nói cách khác, các nhiễm sắc thể tương đồng được xếp thẳng hàng. Đây là thời điểm diễn ra quá trình tái tổ hợp
Sự tái tổ hợp diễn ra trong bảng thứ tư của hình. ADN của hai nhiễm sắc thể chị em tương đồng bị cắt và nối lại. Bước này cũng được minh họa và có thể xem rõ hơn tại đây
Một đoạn DNA đã được hoán đổi giữa các nhiễm sắc thể tương đồng, dẫn đến sự kết hợp mới của các alen. Điều quan trọng là, vị trí xảy ra quá trình cắt DNA này hầu hết là ngẫu nhiên. Hơn nữa, giảm phân xảy ra mỗi khi giao tử mới được hình thành;
Trong bước tiếp theo (bảng thứ năm trong hình), tế bào phân chia thành hai, với hai tế bào con nhận hai bản sao của mỗi nhiễm sắc thể, mỗi bản sao mang các alen khác nhau và cả DNA tái tổ hợp.
Ở bước cuối cùng (bảng thứ sáu), hai tế bào con lại phân chia mà không sao chép DNA của chúng, dẫn đến bốn tế bào con, mỗi tế bào có một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể. Lưu ý cách DNA tái tổ hợp làm cho các tế bào con khác biệt với nhau
Tái tổ hợp các gen liên kết
Điều cần thiết là phải hiểu sự tái tổ hợp tương đồng để hiểu các gen liên kết. Bây giờ chúng ta đã biết rằng các nhiễm sắc thể bị cắt ở những vị trí ngẫu nhiên trong quá trình tái tổ hợp tương đồng, chúng ta có thể thấy các gen liên kết được di truyền cùng nhau như thế nào. Hãy lấy một ví dụ thực tế để hiểu rõ hơn về nó. tàn nhang và tóc đỏ
Rất thường thấy những người có tàn nhang và tóc đỏ. Trên thực tế, điều này xảy ra thường xuyên hơn là tình cờ; . Điều này xảy ra vì gen quy định tàn nhang và gen quy định tóc đỏ nằm gần nhau trên cùng một nhiễm sắc thể. Khi xảy ra sự tái tổ hợp tương đồng, rất ít khả năng DNA bị cắt ở giữa hai gen. Mặc dù sự tái tổ hợp tương đồng xảy ra nhiều lần, nhưng hầu hết thời gian hai đặc điểm này được di truyền cùng nhau vì khả năng DNA mã hóa cho hai gen này bị tách ra là rất thấp, do đó dẫn đến việc các gen được di truyền cùng nhau trong hầu hết thời gian
Bản đồ gen
Các nhà khoa học đã phát triển các cách để tìm ra vị trí của các gen dựa trên tần số tái tổ hợp. Điều này được thực hiện bằng cách phân tích con cái của một sinh vật như ruồi giấm (Drosophila melanogaster)
Nếu hai gen khác nhau nằm trên hai nhiễm sắc thể riêng biệt thì đời con sẽ thừa hưởng bốn alen (hai alen cho mỗi gen) với tỷ lệ phần trăm bằng nhau. 25% sẽ di truyền alen A của nhiễm sắc thể 1 và alen A của nhiễm sắc thể 2, 25% sẽ di truyền alen B của nhiễm sắc thể 1 và alen A của nhiễm sắc thể 2, 25% sẽ di truyền alen A của nhiễm sắc thể 1 và alen B của nhiễm sắc thể 2, và 25 . Cách nó thường được tính toán là dựa trên các alen được chia sẻ với các sinh vật mẹ. Trong trường hợp này, 50% sẽ thừa hưởng gen của bố mẹ và 50% còn lại sẽ thừa hưởng tổ hợp gen của bố mẹ
Mặt khác, nếu hai gen khác nhau nằm trên cùng một nhiễm sắc thể, thì con cái sẽ thừa hưởng bốn alen với tỷ lệ phần trăm khác nhau. Tỷ lệ con cái thừa hưởng gen của bố mẹ sẽ lớn hơn 50%, trong khi tỷ lệ con cái thừa hưởng tổ hợp gen của bố mẹ sẽ thấp hơn 50%. Nếu tỷ lệ phần trăm thấp hơn nhưng vẫn gần với 50% dự kiến của các gen bố mẹ kết hợp, thì các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể nhưng cách xa nhau, có lẽ một gen ở mỗi bên của nhiễm sắc thể nên rất có khả năng là DNA ở giữa chúng. . Nếu tỷ lệ con cái có gen của bố mẹ kết hợp thay vì gen của bố mẹ là rất thấp, e. g. 4% thì các gen nằm rất gần nhau trên nhiễm sắc thể
Đố
1. Gen liên kết là gì?
A. Các gen có liên quan với nhau về mặt kiểu hình mà chúng tạo ra.
B. Các gen có khả năng di truyền cùng nhau.
C. Các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể.
D. B và C.
Trả lời câu hỏi số 1
Đ đúng. Các gen liên kết nằm trên cùng một nhiễm sắc thể và có khả năng di truyền cùng nhau vì chúng thường không tách rời nhau trong quá trình tái tổ hợp
2. Tại sao các gen liên kết được di truyền cùng nhau?
A. Bởi vì chúng có liên quan.
B. Vì chúng được phiên mã đồng thời.
C. Vì chúng ngồi gần nhau trên cùng một nhiễm sắc thể.
D. Vì họ chiếm ưu thế.
Trả lời câu hỏi số 2
C đúng. Trong quá trình tái tổ hợp tương đồng, DNA bị cắt ở những vị trí ngẫu nhiên và các gen được hoán đổi giữa các nhiễm sắc thể chị em. Nếu các gen nằm rất gần nhau trên cùng một nhiễm sắc thể, thì rất khó có khả năng chúng bị tách ra khi điều này xảy ra