Bài giảng Di truyền tế bào chất - Nguyễn Duy Lan

Di truyền tế bào chấtNhóm thực hiện: Nguyễn Duy LanNguyễn Thị Bích LiễuNguyễn Thị Kim Ngân1Nội dungĐịnh nghĩaĐặc điểmVí dụCác kiểu di truyền tế bào chấtPhân biệt với di truyền theo nhânỨng dụngTài liệu tham khảo2Karl Erich Correns:(1864-1933)3Định nghĩaDi truyền tế bào chất là hiện tượng di truyền do các gene nằm trên nhiễm sắc thể ở ngoài nhân quy định.4Đặc điểmTỷ lệ phân ly không tuân theo định luật Mendel.Ảnh hưởng của dòng mẹ trong truyền thụ các tính trạng.Một số tính trạng có biểu hiện đốm do sự phân ly xảy ra ở tế bào soma.5Ví dụ6Các kiểu di truyền tế bào chấtDi truyền ty thểDi truyền lạp thểBất thụ đực ở thực vậtDi truyền do virus và các phần tử ngoài nhân7Di truyền ty thểTi thể là bào quan nhỏ của tế bào, là nơi tổng hợp các enzym hô hấp, tổng hợp phần lớn ATP của tế bào, đảm bảo năng lượng cho mọi quá trình trao đổi chất. Ti thể có khả năng tự nhân đôi độc lập với quá trình tự nhân đôi của DNA trong nhân tế bào, có khả năng tự tổng hợp các Protein đặc trựng của ti thể.Mỗi tế bào động vật, thực vật có vài trăm ti thể, tế bào nấm men S.Cerevisiae có 22 ti thể. Trong mỗi ti thể có nhiều bản sao hệ gen ti thể (mtDNA).8Di truyền ty thểBộ gen ti thể ở dạng chuỗi xoắn kép trần ( không có sự tham gia của các phân tử Histon), mạch vòng. Kích thước bộ gen ti thể khác nhau tuỳ loài. Bộ gen ti thể của tế bào động vật gồm các exon, còn bộ gen ti thể của tế bào thực vật và nấm men gồm các exon và intron xen kẽ. Bộ gen ti thể có ở động vật có vú có cấu trúc tương đối giống nhau, mỗi mtDNA gồm 37 gen, trong đó có 13 gen mã hoá Protein, 22 gen mã hoá tRNA và 2 gen mã hoá rRNA. 9Di truyền ty thể10Di truyền ty thểProtein do gen ti thể mã hoá có trong thành phần lớp màng bên trong của ti thể. Đa số các loài thực vật, nấm men và động vật có vú thành phần Protein trong cấu trúc ti thể đều do bộ gen ti thể mã hoá. Các gen ti thể của tế bào động vật có vú phân bố tương đối đồng đều, còn các gen ti thể nấm men tập trung một cụm 16 gen còn 10 gen phân tán khắp toàn bộ gen ti thể.11Di truyền lạp thểLạp thể có ở tế bào thực vật, nhiều loài tảo và vi khuẩn quang hợp. Lạp thể chứa diệp lục, là cơ quan quang hợp của tế bào. Mỗi tế bào thực vật có khoảng 40-50 lạp thể, ở một số loài tảo tế bào chứa hàng trăm lạp thể. Lạp thể có khả năng phân chia và tự nhân đôi độc lập với các thành phần khác của tế bào. 12Di truyền lạp thểHệ gen lạp thể lớn hơn mtDNA khoảng 9-10 lần, cấu trúc phân tử DNA lạp thể thường có dạng xoắn kép, trần nối thành vòng. Phân tử cpDNA của tế bào thực vật bậc cao có kích thước từ 120-160 kb, ở các loài tảo khác nhau cpDNA có kích thước từ 22-300 kb. Mỗi lục lạp thường có nhiều bản sao cpDNA. Chẳng hạn, trùng roi Euglena mỗi tế bào có 15 lục lạp, mỗi lục lạp có 40 bản sao cpDNA, mỗi tế bào cây thuốc lá có khoảng 150 bản sao cpDNA. 13Di truyền lạp thể14Di truyền lạp thểTrong số 90 gene mã hóa tổng hợp protein, có 20 gene mã hóa tổng hợp enzyme cho quang hợp và chuỗi chuyền điện tử. Các gene mã hóa cho các chức năng dịch mã chiếm khoảng một nữa bộ gene của lục lạp và bao gồm các protein và các RNA cần thiết cho dịch mã bên trong lục lạp. 15Bất thụ đực ở thực vật Là hiện tượng cơ quan sinh sản đực không hình thành phấn hoa hoặc có hình thành nhưng không có khả năng thụ phấn thụ tinh. 16Bất thụ đực ở thực vật Đực bất dục được biểu hiện ra bên ngoài trong các trường hợp sau: - Trên hoa các nhị hoàn toàn không phát triển (như ở cây thuốc lá) - Yếu tố đực của cây mặc dầu có hình thành song không phân hoá một cách hoàn toàn (như ở ngô). - Yếu tố đực của hoa có tạo ra các bao phấn bình thường nhưng chúng không mở (như ở cà chua). 17Di truyền do virus và các phần tử ngoài nhân Sự xâm nhập của virus hay một số phần tử khác vào tế bào có thể gây hiệu quả di truyền tế bào chấtVí dụ: có thể gây nhiễm tính trạng với CO2 cho các dòng ruồi bình thường bằng cách cấy cơ quan từ các ruồi nhạy cảm. Sự nhạy cảm với CO2 liên quan đến virus σ. Sự gây nhiễm loại virus này cho ruồi giấm làm cho nó trở nên nhạy cảm với CO218Phân biệt với di truyền nhânDi truyền tế bào chấtDi truyền nhân Do gen nằm trên NST ngoài nhân quy định.Tỷ lệ phân ly không tuân theo định luật Mendel.Có sự ảnh hưởng của dòng mẹ trong truyền thụ các tính trạng.DNA của ty thể, lạp thể,Plasmid có hình vòngDo gen nằm trên NST trong nhân quy định.Tỷ lệ phân ly tuân theo định luật Mendel.Không có di truyền theo dòng mẹ.DNA trong nhân mạch thẳng19Phân biệt với di truyền nhânDi truyền tế bào chấtDi truyền nhân Tính trạng do gen tế bào chất qui định sẽ tồn tại khi thay thế nhân tế bào bằng một nhân có cấu trúc di truyền khác. Gen tế bào chất ít chịu ảnh hưởng của tác nhân gây đột biếnDi truyền tế bào chất có vai trò nhất định (quyết định 1% tính trạng)Tính trạng do gen nhân sẽ thay đổi khi thay thế nhân tế bào bằng một nhân có cấu trúc di truyền khácDi truyền nhân đóng vai trò chính20Ứng dụngSản xuất hạt laiGiám định hài cốt liệt sĩ-->Xác định nguồn gốc các loài động vật đã bị tuyệt chủng.-->21Ứng dụngSản xuất hạt laiUD22Ứng dụngGiám định hài cốt liệt sĩ: Chọn một đoạn gien đặc hiệu được nhân bản bằng máy PCR để tạo ra hàng tỷ bản sao, phục vụ cho khâu tách dòng gien và xác định trình tự gien bằng máy tự động hiện đại nhất của Mỹ. Trong tế bào có hai hệ gien: hệ gien ty thể di truyền theo dòng mẹ và hệ gien nhân di truyền theo dòng cha. Đoạn gien được nhân bản thuộc hệ gien ty thể bởi hệ gien này có mạch vòng, bền vững hơn. Trong khi đó, hệ gien nhân có mạch thẳng nên dễ bị phá huỷ trong điều kiện hài cốt được mai táng sơ sài và lâu năm.lấy mẫu giám định làm sạch nghiền thành bột tách chiết ADN UD23Ứng dụngXác định nguồn gốc các loài động vật đã bị tuyệt chủng. Khoảng 46 đoạn trình tự ADN đã được lắp ghép và xắp xếp theo thứ tự, tạo ra một bản đồ hoàn chỉnh về ADN ty thể của voi mamút - loại vật liệu gene dạng vòng tìm thấy ở ngoài nhân tế bào. Loại gene này chỉ di truyền theo dòng mẹ, với những thay đổi nhỏ nhưng thường xuyên. Nhờ nó, các nhà khoa học có thể nhìn về quá khứ, và tìm hiểu mối quan hệ tiến hoá giữa các loài khác nhau. Trước voi mamút, đã có chim moa - một loài chim không biết bay, tuyệt chủng khoảng 500 trước - cũng được giải mã hoàn chỉnh ADN ty thể. 24Tài liệu tham khảoPhạm Thành Hổ – Di truyền học – tr 436. Đỗ Lê Thăng – Chú giải di truyền học.Lê Ngọc Thông-Huỳnh Tiến Dũng – Sinh học đại cương – tr 155.PGS.TS. Khuất Hữu Thanh – Cơ sở di truyền phân tử và kỹ thuất gen - tr 179.www.google.com.vn