Home » , » Sự di truyền của các gene ty thể

Sự di truyền của các gene ty thể

1. Đặc điểm di truyền của các gene ty thể


Theo Mendel, khi tạp  giao những sinh vật lưỡng bội thì có sự phân ly tính trạng theo đúng định luật của Mendel vì những gene ở trong nhân đều nằm trên nhiễm sắc thể và trong giảm phân được phân chia cho các giao tử cùng với nhiễm sắc thể. Đối với những tính trạng ở trong tế bào chất không có một hệ thống phân chia nào đảm nhận nên không có sự phân ly theo một quy luật nhất định.


Ở  nấm  men  có  một  thể  đột  biến  có  thể  hình  thành  những  khuẩn  lạc petite kích thước nhỏ hơn bình thường, đường kính chỉ bắng 1/2 - 1/2 khuẩn lạc bình thường. Các tế bào tạo nên khuẩn lạc petite có kích thước giống kích thước tế bào bình thường. Nguyên nhân tạo nên khuẩn lạc kích thước nhỏ là do các tế bào đột biến petite bị hỏng hệ thống hô hấp, tức là những enzyme oxy hóa trong ti thể là các cytochrom b, c, a, a3  và cytochrom oxydase bị phá hủy. Đây là những enzyme của màng trong ty thể. Khác với kiểu dại, các đột biến petite không thực hiện được phản ứng phosphoryl hóa để sản ra năng lượng, vì vậy tốc độ sinh trưởng và phân bào của chúng thấp hơn.


Ở ty thể của nấm men (Saccharomyces cerevisiae)  có  3 kiểu đột  biến chủ yếu: petite, antR và mit-.


Một  ví  dụ  về  ty  thể  là  đột  biến  thiểu  năng  hô  hấp  ở  nấm  men.  Vào những năm 1940, Boris Ephrussi và cs. đã mô tả các đột biến đặc biệt ở nấm men.Các đột biến này được gọi là petite, có khuẩn lạc nhỏ hơn nhiều so với khuẩn lạc hoang dại. Theo  phương thức di truyền,  các đột  biến petite  chia làm 3 loại khác nhau:


- Petite phân ly (Segregation petites): khi lai với dạng hoang dại khuẩn lạc bình thường thì tỷ lệ phân ly trong các nang bào tử (ascospore) là 1 khuẩn lạc to: 1 petite.


- Petite trung tính (Neutral petites): khi lai với khuẩn lạc to thì sự phân ly trong  nang bào  tử  chỉ có  dạng  khuẩn lạc to  bình thường,  thể hiện sự di truyền theo một cha mẹ (Uniparental)


- Petite ức chế (Suppressive petites): khi lai tạo các nang bào tử, một số mọc thành khuẩn lạc to bình thường, một số khác tạo khuẩn lạc petite. Tỷ lệ giữa khuẩn lạc to và nhỏ dao động nhưng có tính đặc hiệu của chủng, một số petite ức chế chỉ tạo thế hệ con khuẩn lạc petite. Qua các petite ức chế cho thấy có sự di truyền ngoài nhân tế bào và một số có sự di truyền theo một cha mẹ.


Khi lai nấm men 2 tế bào cha mẹ, hai tế bào cha mẹ kết hợp với nhau và góp  tế  bào  chất  như nhau vào  tế  bào  con  lưỡng bội. Sự  di truyền của các petite trung tính và ức chế độc lập với kiểu bắt cặp thể hiện rõ sự di truyền ngoài nhân nên được gọi là petite tế bào chất. Qua nghiên cứu chúng có các đặc điểm kiểu hình như sau:


- Chuỗi chuyền điện tử của ty thể bị sai hỏng ở các petite tế bào chất. Do sai hỏng này, chúng lên men để tạo ATP kém nên mọc chậm.


- Không có sinh tổng hợp protein ở các petite tế bào chất. Các ty thể có hệ thống sinh tổng hợp riêng gồm tRNA, các ribosome khác với tế bào chất.


-  mtDNA ở các đột  biến petite  có  biến đổi lớn. Ty thể của tất  cả các Eukaryote  có  mtDNA  riêng  tuy  số  lượng  nhỏ,  nhưng  khác  với  DNA  của nhân tế  bào.  Ở các petite  trung  tính, mtDNA bị mất  hoàn toàn,  còn ở các petite  ức  chế  có  sự  thay đổi  đáng  kể  tỷ  lệ  base  so  với mtDNA  của  dạng khuẩn lạc to bình thường.


Nhóm các đột biến thứ hai của nấm men là antR  (antR  mutants), có kiểu hình đề kháng với các kháng sinh khác nhau. Ví dụ:  capR  (chloramphenicol resistance)  kháng  chloramphenicol,  eryR   kháng  erythromycine,  spiR   kháng spiromycine, parR   kháng paranomycine và oliR   kháng oligomycine. Các đột biến này khi lai   (ví dụ  eryR   ´  eryS)  cho  tỷ lệ phân ly không  theo  quy luật Mendel, giống như các petite ức chế nhưng sự di truyền có khác. Khi các tế bào  cha  mẹ  kết  hợp,  sản  phẩm  lưỡng  bội  là  hợp  tử  hai  cha  mẹ  cytohet (cytoplasmically heterozygote). Các diploid này có thể sinh sản vô tính bằng mọc chồi.Trong nguyên phân, quá trình phân ly tế bào chất và tái tổ hợp xảy ra và các tế bào con trở thành eryS  hay eryR.


Nhóm đột biến quan trọng thứ ba là mit-  (mit-  mutants) được phát hiện sau cùng nhờ kỹ thuật chọn lọc đặc biệt. Các đột biến này, tương tự các đột biến petite ở chỗ có khuẩn lạc nhỏ và các chức năng bất thường của chuỗi chuyền  điện  tử,  nhưng  điểm  khác  căn  bản  là  sinh  tổng  hợp  protein  bình thường và có khả năng hồi biến. Như vậy, các kiểu đột biến mit-  là đột biến điểm. Sự di truyền cuả kiểu đột biến mit-  giống với kiểu antR, có sự phân ly tế bào chất và sự di truyền theo một cha mẹ trong giảm phân.


Trong  thế hệ con của   những tế  bào  thuộc  khuẩn lạc bình thường,  có khoảng vài phần trăm tế  bào  hình thành những khuẩn lạc petite.  Những tế bào khuẩn lạc petite luôn luôn phát triển thành những khuẩn lạc petite. Điều đó  chứng tỏ  có sự thay đổi về cấu trúc di truyền. Ngoài đột  biến xảy ra ở kiểu bào gene nói trên dẫn đến sinh ra những khuẩn lạc petite, còn có những khuẩn lạc petite do những gene ở trong nhân quy định.




http://www.mediafire.com/imgbnc.php/ca70d3eda9afe4acd73441795f956a0b6g.jpg

Sự di truyền các gen của ty thể trong hình thành khuẩn lạc petite


Thí nghiệm: Tạp giao của một nòi nấm men kích thước khuẩn lạc bình thường  với một  nòi có  kích  thước  khuẩn  lạc petite,  thế  hệ con  hình thành khuẩn lạc bình thường. Còn đối với những gene trong nhân (gene ade), thì sự phân ly ở thế hệ con về những gene này cho  tỷ lệ 1:1,  do  chúng nằm trên NST và được chia đều cho các tế bào con.


Ở đây, nguyên liệu di truyền trong tế bào sẽ được trộn lẫn nhau trong hợp  tử  và  khi tạo  thành bào  tử  thì mỗi bào  tử  đều  nhận được  các  gene  ở trong ti thể như nhau, nên chúng đều có chức năng hô hấp bình thường.


Thí  nghiệm  cho  thấy  sự  di  truyền  khuẩn  lạc  không  theo  quy  luật Mendel.


Nguồn: thuviensinhhoc.com

0 nhận xét:

Đăng nhận xét

kkkp[[[[[[[
Được tạo bởi Blogger.