HOÁN VỊ GEN
1. Thí nghiệm của Morgan
1.1.Nội dung
1.2. Giải thích kết quả thí nghiệm
Kết quả phân tích các thể cái F1 cho thấy cho thấy gen quy định màu sắc thân và chiều dài cánh cùng nằm trên 1 NST nhưng ở giới cái đã xảy ra hoán vị gen, giới đực không xảy ra hiện tượng hoán vị gen.
2. Cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen
– Trong quá trình phân bào, ở kỳ trước I của quá trình giảm phân đã xảy ra hiện tượng bắt chéo giữa 2 crômatit khác nguồn trong 4 crômatit của cặp NST kép tương đồng. Sau đó, ở một vài tế bào đôi khi xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn làm cho các gen trên 2 đoạn NST cũng trao đổi chỗ cho nhau => hoán vị gen, làm xuất hiện các tổ hợp gen mới.
– Tần số hoán vị gen = Tỉ lệ % các loại giao tử mang gen hoán vị. Trong phép lai phân tích, tần số hoán vị gen được tính theo công thức:
f(%) = Số cá thể hoán vị gen ×100Tổng số cá thể trong phép lai phân tích
– Tần số hoán vị phản ánh khoảng cách tương đối giữa 2 gen không alen trên cùng một NST. Khoảng cách càng lớn thì lực liên kết càng nhỏ và tần số hoán vị gen càng cao. Dựa vào đó người ta lập bản đồ di truyền.
– Tần số hoán vị gen không vượt quá 50% vì hiện tượng trao đổi chéo chỉ xảy ra giữa 2 trong 4 crômatit trong cặp NST kép tương đồng.
3. Kết luận
– HVG là hiện tượng các gen nằm trên cặp NST tương đồng có thể đổi chỗ cho nhau do sự trao đổi chéo giữa các crômatit trong quá trình phát sinh giao tử.
– Do các gen có xu hướng liên kết hoàn toàn nên hiện tượng hoán vị gen ít xảy ra. Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp.
– Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết và khoảng cách tương đối của các gen. Khoảng cách giữa 2 gen/NST càng lớn thì lực liên kết càng nhỏ và tần số hoán vị càng cao nhưng không vượt quá 50%.
– Một số điểm cần lưu ý:
+ Sự trao đổi chéo kép để phát hiện được, phải cần có lôcut thứ ba mới có thể phát hiện được.
+ Khi xét 3 gen trở lên thì khái niệm trao đổi chéo và hoán vị gen không đồng nghĩa. Trao đổi chéo xảy ra giữa 2 gen với số lần lẻ thì mới có hoán vị gen. Trao đổi chéo có thể đồng nghĩa với hoán vị đoạn nhiễm sắc thể.
4. Ý nghĩa của hoán vị gen
– Hoán vị gen làm tăng tần số biến dị tái tổ hợp, tạo điều kiện cho các gen quý có dịp tổ hợp lại với nhau → cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc nhân tạo và chọn lọc tự nhiên, có ý nghĩa trong chọn giống và tiến hoá.
– Dựa vào kết quả phép lai phân tích có thể tính được tần số hoán vị gen, tính được khoảng cách tương đối giữa các gen rồi dựa vào quy luật phân bố gen theo đường thẳng mà thiết lập bản đồ di truyền.
5. Bản đồ di truyền (bản đồ gen)
– Bản đồ di truyền (bản đồ gen) là sơ đồ phân bố các gen trên các nhiễm sắc thể của cùng một loài.
– Trong bản đồ di truyền (bản đồ gen)
+ Các nhóm gen liên kết được đánh số theo thứ tự của nhiễm sắc thể trong bộ đơn bội của loài như: I, II, III, IV…
+ Các gen trên nhiễm sắc thể chiếm một vị trí xác định (lôcut) và được kí hiệu bằng các chữ cái của tên các tính trạng bằng tiếng Anh.
+ Đơn vị bản đồ là centimoocgan (cM) ứng với tần số hoán vị gen 1%.
+ Vị trí tương đối của các gen trên một nhiễm sắc thể thường được tính từ một đầu mút của nhiễm sắc thể.
– Nguyên tắc lập bản đồ di truyền (bản đồ gen): Dựa vào việc xác định tần số hoán vị gen, người ta xác lập trình tự và khoảng cách phân bố của các gen trên nhiễm sắc thể. Như vậy, muốn xác định vị trí của một gen bất kì nào đó, phải tiến hành lai phân tích và qua hai bước lớn:
+ Căn cứ vào tỉ lệ phân li để xác định nhóm gen liên kết.
+ Dựa vào tần số tái tổ hợp để xác định khoảng cách tương đối giữa 2 gen, đồng thời so sánh với 2 gen khác để xếp vào vị trí phù hợp trên nhiễm sắc thể.
– Ý nghĩa của bản đồ di truyền (bản đồ gen)
+ Dự đoán trước tính chất di truyền của các tính trạng mà gen được sắp xếp trên bản đồ.
+ Giúp nhà tạo giống rút ngắn thời gian tạo giống mới.
Xem video cơ chế hoán vị gen: