Sự di truyền của các gene ty thể

. 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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sự di truyền của các gene ty thể Sự di truyền của các gene ty thể1. Đặc điểm di truyền của các gene tythểTheo Mendel, khi tạp giao nhữngsinh vật lưỡng bội thì có sự phân lytính trạng theo đúng định luật củaMendel vì những gene ở trong nhânđều nằm trên nhiễm sắc thể và tronggiảm phân được phân chia cho cácgiao tử cùng với nhiễm sắc thể. Đốivới những tính trạng ở trong tế bàochất không có một hệ thống phân chianào đảm nhận nên không có sự phânly theo một quy luật nhất định. Ởnấm men có một thể đột biến cóthể hình thành những khuẩn lạcpetite kích thước nhỏ hơn bìnhthường, đường kính chỉ bắng 1/2 - 1/2khuẩn lạc bình thường. Các tế bào tạonên khuẩn lạc petite có kích thướcgiống kích thước tế bào bình thường.Nguyên nhân tạo nên khuẩn lạc kíchthước nhỏ là do các tế bào đột biếnpetite bị hỏng hệ thống hô hấp, tức lànhững enzyme oxy hóa trong ti thể làcác cytochrom b, c, a, a3 vàcytochrom oxydase bị phá hủy. Đây lànhững enzyme của màng trong ty thể.Khác với kiểu dại, các đột biến petitekhông thực hiện được phản ứngphosphoryl hóa để sản ra năng lượng,vì vậy tốc độ sinh trưởng và phân bàocủa chúng thấp hơn.Ở ty thể của nấm men(Saccharomyces cerevisiae) có 3kiểu đột biến chủ yếu: petite, antR vàmit-.Một ví dụ về ty thể là đột biếnthiểu năng hô hấp ở nấm men.Vào những năm 1940, Boris Ephrussivà cs. đã mô tả các đột biến đặc biệt ởnấm men.Các đột biến này được gọilà petite, có khuẩn lạc nhỏ hơn nhiềuso với khuẩn lạc hoang dại. Theophương thức di truyền, các đột biếnpetite chia làm 3 loại khác nhau:- Petite phân ly (Segregation petites):khi lai với dạng hoang dại khuẩn lạcbình thường thì tỷ lệ phân ly trong cácnang bào tử (ascospore) là 1 khuẩn lạcto: 1 petite.- Petite trung tính (Neutral petites):khi lai với khuẩn lạc to thì sự phân lytrong nang bào tử chỉ có dạngkhuẩn lạc to bình thường, thể hiện sựdi truyền theo một cha mẹ(Uniparental)- Petite ức chế (Suppressive petites):khi lai tạo các nang bào tử, một sốmọc thành khuẩn lạc to bình thường,một số khác tạo khuẩn lạc petite. Tỷlệ giữa khuẩn lạc to và nhỏ dao độngnhưng có tính đặc hiệu của chủng,một số petite ức chế chỉ tạo thế hệ conkhuẩn lạc petite. Qua các petite ức chếcho thấy có sự di truyền ngoài nhân tếbào và một số có sự di truyền theomột cha mẹ.Khi lai nấm men 2 tế bào cha mẹ, haitế bào cha mẹ kết hợp với nhau vàgóp tế bào chất như nhau vào tếbào con lưỡng bội. Sự di truyền củacác petite trung tính và ức chế độc lậpvới kiểu bắt cặp thể hiện rõ sự ditruyền ngoài nhân nên được gọi làpetite tế bào chất. Qua nghiên cứuchúng có các đặc điểm kiểu hình nhưsau:- Chuỗi chuyền điện tử của ty thể bịsai hỏng ở các petite tế bào chất. Dosai hỏng này, chúng lên men để tạoATP kém nên mọc chậm.- Không có sinh tổng hợp protein ởcác petite tế bào chất. Các ty thể có hệthống sinh tổng hợp riêng gồm tRNA,các ribosome khác với tế bào chất.- mtDNA ở các đột biến petite cóbiến đổi lớn. Ty thể của tất cả cácEukaryote có mtDNA riêng tuy sốlượng nhỏ, nhưng khác với DNAcủa nhân tế bào. Ở các petite trungtính, mtDNA bị mất hoàn toàn, cònở các petite ức chế có sự thay đổiđáng kể tỷ lệ base so với mtDNAcủa dạng khuẩn lạc to bình thường.Nhóm các đột biến thứ hai của nấmmen là antR (antR mutants), có kiểuhình đề kháng với các kháng sinhkhác nhau. Ví dụ: capR(chloramphenicol resistance) khángchloramphenicol, eryR khángerythromycine, spiR khángspiromycine, parR khángparanomycine và oliR khángoligomycine. Các đột biến này khilai (ví dụ eryR ´ eryS) cho tỷ lệphân ly không theo quy luật Mendel,giống như các petite ức chế nhưng sựdi truyền có khác. Khi các tế bào chamẹ kết hợp, sản phẩm lưỡng bộilà hợp tử hai cha mẹ cytohet(cytoplasmically heterozygote). Cácdiploid này có thể sinh sản vô tínhbằng mọc chồi.Trong nguyên phân,quá trình phân ly tế bào chất và tái tổhợp xảy ra và các tế bào con trở thànheryS hay eryR.Nhóm đột biến quan trọng thứ ba làmit- (mit- mutants) được phát hiệnsau cùng nhờ kỹ thuật chọn lọc đặcbiệt. Các đột biến này, tương tự cácđột biến petite ở chỗ có khuẩn lạc nhỏvà các chức năng bất thường củachuỗi chuyền điện tử, nhưng điểmkhác căn bản là sinh tổng hợpprotein bình thường và có khả nănghồi biến. Như vậy, các kiểu đột biếnmit- là đột biến điểm. Sự di truyềncuả kiểu đột biến mit- giống với kiểuantR, có sự phân ly tế bào chất và sựdi truyền theo một cha mẹ trong giảmphân.Trong thế hệ con của những tế bàothuộc khuẩn lạc bình thường, cókhoảng vài phần trăm tế bào hìnhthành những khuẩn lạc petite. Nhữngtế bào khuẩn lạc petite luôn luôn pháttriển thành những khuẩn lạc petite.Điều đó chứng tỏ có sự thay đổi vềcấu trúc di truyền. Ngoài đột biến xảyra ở kiểu bào gene nói trên dẫn đếnsinh ra những khuẩn lạc petite, còn cónhững khuẩn lạc petite do những geneở trong nhân quy định.Sự di truyền các gen của ty thể tronghình thành khuẩn lạc petiteThí nghiệm: Tạp giao của một nòinấm men kích thước khuẩn lạc bìnhthường với một nòi có kích thướckhuẩn lạc petite, thế hệ con hìnhthành khuẩn lạc bình thường. Còn đốivới những gene trong nhân (geneade), thì sự phân ly ở thế hệ con vềnhững gene này cho tỷ lệ 1:1, dochúng nằm trên NST và được chia đềucho các tế bào con.Ở đây, nguyên liệu di truyền trong tếbào sẽ được trộn lẫn nhau trong hợptử và khi tạo thành bào tử thì mỗibào tử đều nhận được các gene ởtrong ti thể như nhau, nên chúng đềucó chức năng hô hấp bình thường.Thí nghiệm cho thấy sự di truyềnkhuẩn lạc không theo quy luậtMendel. ...