Di truyền liên kết là gì? Là hiện tượng một nhóm tính trạng được di truyền cùng nhau và quy định bởi các gen trên một NST cùng phân li trong quá trình phân bào. Kiến thức quan trọng này đã được đề cập tới trong chương trình Sinh học 9, xuất hiện nhiều trong các bài kiểm tra học kỳ, học sinh giỏi. Cùng tìm hiểu chi tiết trong nội dung thông tin dưới đây.
Di truyền liên kết là gì?
Di truyền liên kết có tên gọi trong tiếng Anh là Genetic linkage. Đây là hiện tượng một nhóm trình tự gen cùng nằm trên nhiễm sắc thể (NST) và được di truyền cùng nhau trong quá trình giảm phân của sinh sản hữu tính.
Hai gen cùng nằm trên NST có locus (vị trí của gen trên NST) càng gần nhau thì càng khó hoán đổi vị trí cho nhau ở trong quá trình tiếp hợp, trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc tử (cromatit) trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng ở kỳ đầu của giảm phân I.
Trong khi đó, hai gen cùng nằm trên NST có locus càng xa nhau thì càng dễ hoán đổi vị trí cho nhau. Người ta gọi 2 gen cùng nằm trên một NST là hai gen liên kết.
Hiểu một cách đơn giản nhất, di truyền liên kết là hiện tượng nhóm tính trạng được di truyền cùng nhau, được quy định bởi các gen ở trên một NST cùng phân li trong quá trình phân bào. Trong quá trình chọn giống, người ta có thể sẽ chọn những nhóm tính trạng tốt đi kèm với nhau.
Di truyền liên kết có 2 loại đó là di truyền liên kết hoàn toàn và di truyền liên kết không hoàn toàn (hay còn gọi là hoán vị gen)
Tìm hiểu di truyền liên kết qua thí nghiệm của Morgan
Thomas Hunt Morgan (1866 – 1945) là nhà di truyền học nổi tiếng của Mỹ. Ông đã mang đến thành quả to lớn cho hoạt động nghiên cứu di truyền, đặc biệt là di truyền liên kết khi thực hiện thí nghiệm trên ruồi giấm.
Vì sao Morgan lựa chọn ruồi giấm làm đối tượng thí nghiệm?
Ruồi giấm được Morgan lựa chọn làm thí nghiệm vì có những đặc điểm sau:
- Là sinh vật dễ sống trong ống nghiệm
- Khả năng sinh sản nhiều
- Vòng đời ngắn (10-14 ngày)
- Có nhiều biến dị nên dễ quan sát
- Nhiễm sắc thể có số lượng ít (2n=8)
Nội dung thí nghiệm
Cho lai 2 dòng ruồi giấm thuần chủng: 1 thân xám, cánh dài x 1 thân đen, cánh cụt.
F1 thu được: 100% con sinh ra thân xám, cánh dài
Thực hiện pháp lai phân tích: đực F1 x cái đen, cánh cụt
Thu được thế hệ sau: 1 thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt
→ Ta thấy, thân xám và cánh dài sẽ luôn luôn di truyền đồng thời cùng với nhau. Điều này cũng xảy ra tương tự như với thân đen và cánh cụt.
Giải thích thí nghiệm
Đời F1 cho kết quả 100% là ruồi thân xám, cánh dài => thân xám vượt trội hơn so với thân đen, cánh dài trội hơn so với cánh ngắn.
P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản.
Bên cạnh đó, F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai phân tích thì sẽ có tỉ lệ 1:1:1:1 nhưng F2 sẽ cho tỉ lệ 1:1. Như vậy, F1 chỉ tạo ra 2 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau.
=> Hai cặp gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể
Sơ đồ của thí nghiệm như sau:
Quy ước: A: thân xám > a: thân đen; B: cánh dài > b: cánh cụt
P thuần chủng: ♀ ABABABAB x ♂ abababab
GP : AB ab
F1: ABabABab 100% thân xám, cánh dài
Lai phân tích thuận
Fb: ♂ ABabABab x ♀ abababab
GFb: AB , ab ab
F2: ABabABab : abababab [50% TX, CD] : [50% TĐ, CC]
Hiện tượng di truyền liên kết xảy ra khi nào?
Nguyên nhân dẫn tới hiện tượng di truyền liên kết đó là do số lượng NST nhỏ hơn rất nhiều so với số lượng gen. Hiện tượng di truyền liên kết chỉ xảy ra khi các cặp gen quy định cặp tính trạng cùng nằm trên một cặp NST tương đồng thì sẽ có hiện tượng di truyền liên kết.
Ý nghĩa của di truyền liên kết
- Trong tế bào của mỗi NST đều sẽ mang gen tạo thành nhóm liên kết.
- Di truyền liên kết đã bổ sung thêm cho quy luật phân li độc lập của Menden, hạn chế sự xuất hiện của biến dị tổ hợp, đảm bảo di truyền bền vững của từng nhóm tính trạng, được quy định bởi các gen trên cùng NST.
- Trong quá trình chọn giống, người ta có thể sẽ chọn được những nhóm tính trạng tốt.
Một số thông tin khác liên quan đến di truyền liên kết
Quá trình tái kết hợp đồng nhất
NST được tái tổ hợp trong quá trình phân bào. Trong quá trình tái tổ hợp tương đồng, các NST có thể được cắt ra tại điểm ngẫu nhiên rồi kết hợp với một bản sao khác của NST tương đồng đã bị cắt ở cùng một thời điểm. Bằng cách này DNA từ một NST kết thúc trong một NST tương đồng khác.
NST là chuỗi DNA có chứa hàng trăm, thậm chí là hàng ngàn gen. Hầu hết các loại sinh vật sinh sản hữu tính đều có 2 bản sao của mỗi NST. Khi cả 2 bản sao của mỗi NST đều có các gen cho cùng một tính năng, mỗi bản sao của NST có thể chứa một alen khác nhau như một bản sao cho tóc đỏ, một bản sao khác cho tóc đen,… Hai NST có cùng gen ngay cả khi chúng có alen khác nhau sẽ được gọi là nhiễm sắc thể tương đồng.
Trong một số trường hợp, có tế bào chỉ có một bản sao của mỗi NST thay vì 2 loại giao tử. Để giao tử của tế bào hình thành sẽ phải trải qua quá trình phân bào bao gồm sự phân chia tế bào. Theo đó, các tế bào con có được một bản sao của mỗi NST thay vì hai. Đó là quá trình giảm phân tái tổ hợp tương đồng xảy ra.
Sự tái tổ hợp của các gen liên kết
Để hiểu về các loại di truyền liên kết thì bạn cần phải biết tái tổ hợp tương đồng. Như thông tin đã đề cập ở trên, các NST được cắt ở những nơi ngẫu nhiên trong quá trình tái tổ hợp tương đồng. Để hiểu rõ hơn, muahangdambao.com sẽ lấy ví dụ cụ thể giữa tàn nhang và tóc đỏ.
Chúng ta dễ dàng bắt gặp những người có tàn nhang trên khuôn mặt và mái tóc có màu đỏ. Trong khi đó, điều này lại trái ngược với người có mái tóc ngả vàng hoặc nâu, khuôn mặt họ có ít tàn nhang hơn.
Các nhà khoa học đã đưa ra lời giải thích cho hiện tượng này đó là do các gen mã hóa tàn nhang và các gen mã hóa tóc đỏ nằm sát nhau trên cùng một NST. Khi tái tổ hợp tương đồng diễn ra, DNA bị cắt ở giữa 2 gen là khó có khả năng xảy ra. Do khả năng mã hóa của 2 DNA bị tách là rất thấp nên dù trải qua nhiều lần tái tổ hợp tương đồng thì 2 tính trạng này vẫn được di truyền cùng nhau.
Bản đồ gen liên kết
Các nhà khoa học đã tìm hiểu, phát triển cách tìm ra vị trí của các gen dựa trên tần số tái hợp. Điều này được thể hiện rõ rất thông qua việc phân tích con của một số sinh vật, điển hình nhất là ruồi giấm.
Nếu hai gen khác nhau cùng nằm trên 2 NST riêng biệt thì con cái sẽ mang 4 alen với tỷ lệ như nhau, cụ thể:
- 25% sẽ thừa hưởng alen A của NST 1 và alen A của NST 2
- 25% sẽ thừa hưởng alen B của NST 1 và alen A của NST 2
- 25% sẽ thừa hưởng alen A của NST 1 và alen B của NST 2
- 25% sẽ thừa hưởng alen B của NST 1 và alen b của NST 2
Cách tính thường được sử dụng đó là về các alen được chia bởi sinh vật mẹ. Trong trường hợp này, 50% sẽ thừa hưởng gen của bố mẹ và 50% còn lại sẽ thừa hưởng sự kết hợp của bố mẹ.
Nếu như 2 gen khác nhau nằm trên cùng một NST thì con cái sẽ thừa hưởng 4 alen tỷ lệ khác nhau. Tỉ lệ con cái thừa hưởng gen của bố mẹ sẽ lớn hơn 50%, trong khi đó con được thừa hưởng sự kết hợp của bố mẹ thấp hơn 50%.
Nếu tỉ lệ phần trăm thấp hơn nhưng vẫn gần 50% gen bố mẹ kết hợp thì các gen trên cùng NST nhưng xa nhau ở mỗi bên của NST thì rất có khả năng DNA ở giữa chúng sẽ bị cắt trong quá trình tái hợp.
Có thể bạn quan tâm:
Giải thích tại sao lá cây có màu xanh lục | Sinh học 11
Hậu sản sau sinh là gì? Các bệnh hậu sản thường gặp sau sinh
Với các thông tin trên đây, hy vọng sẽ giúp bạn hiểu di truyền liên kết là gì. Cập nhật thêm nhiều thông tin khác về sinh học bằng cách truy cập website muahangdambao.com thường xuyên nhé.
