Tiểu luận Cơ chế của biến dị - Nguyễn Thị Kiều

DI TRUYỀN ĐẠI CƯƠNG GVHD: TS. Nguyễn Phương BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM KHOA NÔNG HỌC Lớp: DH14NHNT CƠ CHẾ CỦA BIẾN DỊ 1 Nhóm 12 • 1. Nguyễn Thị Kiều • 2. Nguyễn Thị Mỹ • 3. Nguyễn Thị Kim Min • 4. Lê Hữu Nhiệm • 5. Ngô Thành Luân 2 Thế nào là Di truyền học ? Biến dị Tính Di truyền 3 “Không phải sự nhầm lẫn của tạo hóa” 4 Mục tiêu • Bản chất của hiện tượng di truyền và biến dị. • Giải thích một số hiện tượng di truyền trong tự nhiên • Tìm hiểu các biện pháp khai thác tối đa lợi ích của di truyền trong đời sống, y học. Cá sấu bạch tạng 5 Đặt vấn đề Cơ chế biến dị là gì ? Ý nghĩa và vai trò của cơ chế biến dị ? 6 BIẾN DỊ Biến dị không di truyền (biến đổi kiểu hình) Biến dị di truyền (biến đổi kiểu gen) Thường biến (Modification) Trong nhân (nhiễm sắc thể) Ngoài nhân (Di truyền tế bào chất, plasmid) Tổ hợp tự do (theo quy luật Mendel) Tái tổ hợp (khi có sự liên kết gen) Hình 3.1. Sơ đồ các loại biến dị Đột biến (theo nghĩa rộng) Biến dị tổ hợp (biến dị do lai) Đột biến gen Biến đổi số lượng nhiễm sắc thể Đột biến Nhiễm sắc thể 7 8những biến đổi mới mà cơ thể sinh vật thu được do tác động các yếu tố môi trường và do quá trình tái tổ hợp di truyền. Rau quả nhiễm phóng xạ Biến dị không di truyền cây rụng lá vào mùa thu Cây hoa anh thảo ở điều kiện 35oC Cây hoa anh thảo ở điều kiện 25oC Thường biến 9 10 Biến dị di truyền ngoài nhân Ứng dụng di truyền ty thể Các gen trên ty thể có ý nghĩa trong nghiên cứu tiến hóa, xác định quan hệ huyết thống Các đột biến trên ty thể có thể dẫn đến các bệnh nguy hiểm 11 Biến dị di truyền ngoài nhân Công nghệ sinh học Sử dụng plasmid của vi khuẩnỨng dụng trong công nghệ DNA tái tổ hợp 12 Biến dị di truyền trong nhân Biến dị tổ hợp Biến dị di truyền là sự biến đổi của kiểu gen dẫn đến biến đổi của kiểu hình. Giống lúa QR1 - Người tiến hành: Viện Di truyền nông nghiệp Việt Nam phối kết hợp với công ty TNHH Vật tư nông nghiệp Hồng Quang - Năm bắt đầu thử nghiệm: 2009 (Tại Tuyên Quang), đang được sử dụng ngày càng rộng rãi. 13 Những biến đổi trong cấu trúc của gen. Những biến đổi về cấu trúc của gen liên quan đến 1 cặp nucleotide thì được gọi là đột biến điểm Đột biến gen Các dạng đột biến gen Đột biến thay thế 1 cặp nucleotide: Khi thay thế 1 cặp nucleotide này bằng 1 cặp nucleotide khác có thể làm thay đổi trình tự acid amin và chức năng trong phân tử protein. Đột biến thêm hoặc mất 1 cặp nuclêôtit : Khi mất hoặc thêm 1 cặp Nu trong gen làm thay đổi trình tự axit amin trong prôtêin và làm thay đổi chức năng của prôtêin. 14 CÁC LOẠI ĐỘT BIẾN 15 16 CÁC LOẠI ĐỘT BIẾN 17 CÁC LOẠI ĐỘT BIẾN Nguyên nhân phát sinh đột biến gen? Do rối loạn quá trình tự sao chép của ADN dưới ảnh hưởng của môi trường trong và ngoài cơ thể. 18 Tác nhân nào gây ra đột biến gen? Do rối loạn quá trình tự sao chép của ADN dưới ảnh hưởng của môi trường trong và ngoài cơ thể Do tác nhân vật lý hay hóa học của môi trường trong và ngoài 19 Máy bay Mỹ đang rải chất diệt cỏ trong vùng rừng của châu thổ sông Mê kông, 26/07/1969. Máy bay Mỹ rải chất độc hoá học xuống miền nam việt nam. 20 Nhà máy hạt nhân Thử vũ khí hạt nhân Sử dụng thuốc trừ sâu Rác thải Cháy rừng 21 ĐỘT BIẾN 2 em bé bạch tạng 22 23 Dưới tác dụng của enzim sửa sai nó có thể về dạng ban đầu hoặc tạo thành dạng đột biến Đột biến điểm thường xảy ra trên 1 mạch dưới dạng tiền đột biến. Cơ chế phát sinh của đột biến gen 24 a. Sự kết cặp không đúng trong nhân đôi DNA Trong quá trình nhân đôi do sự kết cặp không hợp đôi( không theo nguyên tắc bổ sung) dẫn đến phát sinh đột biến gen. Các bazơ nitơ thường tồn tại 2 dạng cấu trúc: dạng thường và dạng hiếm. Các dạng hiếm có những vị trí liên kết hidro bị thay đổi làm cho chúng kết cặp không đúng trong tái bản làm phát sinh đột biến gen Sai hỏng ngẫu nhiên: ví dụ: liên kết giữa carbon số 1 của đường pentozơ và ađenin ngẫu nhiên bị đứt → đột biến mất adenin 25 26 Các sai hỏng trong sao chép DNA Trên phân tử DNA có thể xảy ra các biến đổi, đa số các biến đổi được sửa sai, tuy nhiên các đột biến vẫn xảy ra. Chúng ta biết mỗi base tồn tại ở hai dạng cấu trúc được gọi là tautomer. Trong cấu trúc phân tử DNA adenine bình thường mang nhóm NH2 cung cấp nguyên tử hydrogen cho sự bắt cặp bổ sung với dạng keto (C=O – keto form) của thynin. Khi có biến đổi toutomer adenine chuyển sang dạng imino NH sẽ bắt cặp bổ sung vơi cytosine. Thymin có thể chuyển sang dạng enol (COH) không có trong DNA bắt cặp sai với guanine, dẫn đến đột biến điểm 27 - Sự bắt cặp sai này có thể là các đột biến đồng chuẩn, trong đó purine thay bằng purine khác và pyrimidine thay bằng pyrimidine khác. Các biến đổi trên, ngoài việc thay thế các nucleotide trên mạch DNA còn có thể làm tăng hay khuyết các nucleotide gây nên các kiểu đột biến ảnh hưởng đến sinh tổng hợp protein. b. Tác động của các tác nhân gây đột biến Tác nhân vật lí : tia tử ngoại (UV) có thể làm cho 2 bazơ T trên cùng 1 mạch liên kết với nhau dẫn đến đột biến. Tác nhân hóa học : 5- brômua uraxin ( 5BU) gây ra thay thế cặp A- T bằng G-X dẫn đến đột biến. Tác nhân sinh học : Virut viêm gan B, virut hecpet dẫn đến đột biến 28 29 Đột biến lệch khung Hai kiểu đột biến có hiệu quả nặng là thêm base và mất base. Các biến đổi này thường làm enzym mất hoạt tính. Sự thêm 1 base hay mất 1 base dẫn đến sự dịch mã lệch khung Ví dụ: UGU - AUU - CAA CYSTEINE – ISOLEUCINE – GLUTAMINE Nếu mất U: UGA - UUC CODON STOP---PHENYLALANINE Đột biến thay thế Đột biến thay thế base nếu là đột biến sai nghĩa sẽ có hiệu quả thay đổi từ amino acid này thành amino acid khác trong mạch polypeptide. Còn nếu là đột biến vô nghĩa hay trung tính sẽ không ảnh hưởng đến mạch polypeptide. Ảnh hưởng đến tổng hợp protein Vai trò của đột biến gen Gen mARN Pr«tªin cÊu tróc gen BiÕn ®æi trong BiÕn ®æi mARN BiÕn ®æi Pr«tªin t¬ng øng KiÓu h nh BiÕn ®æi × TÝnh tr¹ng 30 a. Đối với tiến hoá – Đột biến gen làm xuất hiện các alen mới tạo ra biến dị di truyền phong phú cung cấp nguồn nguyên liệu cho tiến hoá. b. Đối với thực tiễn – Cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình tạo giống cũng như trong nghiên cứu di truyền. 31 - Đa số đột biến gen tạo ra gen lặn=> gây hại cho sinh vật ở trạng thái đồng hợp lặn và biểu hiện ra kiểu hình - Qua giao phối, nếu gặp tổ hợp gen thích hợp thì một số gen có hại có thể trở thành có lợi - Đột biến gen đôi khi có lợi cho con người -> có ý nghĩa trong chăn nuôi, trồng trọt và tiến hoá. 32 Một số đột biến gen Bệnh bạch tạng Câm, điếc bẩm sinh Bé bốn chân Cà chua đột biến gen có khả năng chữa ung thư Bệnh lao do đột biến gen CISH 33 Đột biến tăng tính chịu han, chịu rét ở cây lúa Bắp nhiều hạtĐậu nhiều hạt Một số đột biến có lợi 34 35