Tương tác gen và tác động đa hiệu của gen
Tương tác gen và tác động đa hiệu của gen
Bài viết hôm nay Cunghocvui xin giới thiệu với các bạn về lý thuyết tương tác gen!
I. Tương tác gen là gì?
Tương tác gen là sự tác động tương hỗ giữa nhiều gen không tương ứng nhau (các gen không alen) trong quá trình xác định tính trạng của sinh vật.
Mỗi gen là một đoạn của chuỗi xoắn kép ADN chiếm một vị trí nhất định gọi là lô-cut trên nhiễm sắc thể mang ADN đó. Một gen có thể có những biến dạng khác nhau gọi là a-len. Ví dụ: theo Men-đen thì gen quy định màu của hạt đậu Hà-Lan có thể là A (quy định màu vàng) hay a (quy định màu lục).
Giải thích:
- Nhiều năm sau, các nghiên cứu được tiến hành và dựa trên giả thuyết của G. Beadle và E. Tatum: “1 gen → 1 enzym” (1941), người ta xác định được cơ chế sinh hóa trong quá trình tạo thành màu hoa đậu thơm này.
- Một tiền chất (precursor) không màu trong hoa chỉ được biến đổi thành chất trung gian (intermediate) nhờ enzym C được mã hóa bởi alen trội C (color, gen tạo màu), còn alen lặn c không tạo ra sản phẩm này.
- Nếu chất trung gian được tạo thành, thì một en-zim khác gọi là P (purple, gen tạo sắc tố tím) sẽ chuyển hóa nó thành sắc tố an-tô-xi-a-nin màu tím; en-zim P do alen trội P mã hóa, còn alen lặn p không có chức năng này.
- Kết quả sơ đồ lai trên được triển khai bằng cách dùng “Bảng Punnett” (Punnett square). Trong thí nghiệm này, các gen vẫn phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên theo chi phối của định luật Men-đen, nhưng chúng tác động tương hỗ với nhau mà quy định kiểu hình phân li theo tỉ lệ 9: 7 được xem là biến dạng của tỉ lệ 9: 3: 3: 1 ở định luật di truyền độc lập của Men-đen.
Đồng thời, nhiều nhà khoa học nhận thấy thực chất của hiện tượng mà Bateson đặt tên là gen đứng trên có tác dụng “che” hay ức chế thì không phù hợp bằng tên tương tác bổ trợ (complementary interaction), nghĩa là lôcut này bổ sung, hỗ trợ cho hiệu quả của lôcut kia.
- Thực ra thì cơ chế phân tử đầy đủ của quá trình trên là phức tạp và gần đây mới được khám phá. Theo các phát hiện đã công bố, thì trong quá trình này có sự tham gia của hàng loạt gen.
- Như vậy, so với sơ đồ cổ điển, thì tiền chất (precursor) là phê-nin-a-la-nin (Phe), sản phảm cuối trong chuỗi này là an-tô-xia-nin sau sẽ biến đổi thành sắc tố tím; gen C có thể là bất cứ gen nào tổng hợp ra các en-zim ở phần đầu chuỗi phản ứng này, còn gen P có thể là bất cứ gen nào tổng hợp ra các en-zim ở phần còn lại phía cuối chuỗi. Hai gen C và P này hoạt động trên nền di truyền (genetic background) của chuỗi phản ứng sinh hóa trên.
Ngày nay, tương tác gen được coi là cơ chế phổ biến trong quá trình hình thành kiểu hình của cả sinh giới, hơn cả cơ chế tương quan trội-lặn, đa a-len và gen đa hiệu. Trong cơ chế của tương tác gen, thì sản phẩm của một gen được hình thành rồi biểu hiện hiệu quả của nó trên một mặt nền di truyền nhất định, mà ở đó gen này là gen điều biến (modifier genes) một hay nhiều gen khác và ngược lại.
II. Các kiểu tương tác gen
Trong phạm vi của Di truyền học cổ điển thì sự tương tác giữa 2 cặp a-len có lô-cut gen ở các nhiễm sắc thể khác nhau có nhiều kiểu, là biến dạng của tỉ lệ 9:3:3:1, thường được gọi tắt theo tỉ lệ phân li ở F2 khi tiến hành phép lai “kiểu Men-đen” như sau:
- Tương tác “9:7”.
- Tương tác “9:6:1”
- Tương tác “9:3:3:1”
- Tương tác “9:3:4”
- Tương tác “13:3”
- Tương tác “12:3:1”
- Tương tác “15:1”.
| Kiểu tương tác | Mô tả | Ghi chú |
| Bổ trợ 9:3:3:1 | Khi kiểu gen không có gen trội này, thì gen trội kia biểu hiện tác động riêng; khi cả hai lôcut là trội (A-B-) hoặc đều lặn (aabb) thì chúng tương tác nhau quy định kiểu hình riêng. | 9 A-B- 3 A-bb 3 aaB- 1 aabb |
| Bổ trợ 9:6:1 | Hai gen trội A và B có tác động riêng (A-bb và aaB-); khi ở chung kiểu gen (A-B-) thì tương tác. Tuy nhiên, đồng hợp lặn aabb thì “che” tạo kiểu hình riêng. | 9 A-B- 6 A-bb + aaB- 1 aabb |
| Bổ trợ 9:7 | Hai cặp gen trội tương tác nhau; nhưng khi thiếu gen trội này thì gen trội kia không biểu hiện. | 9 A-B- 7 A-bb+aaB-+aabb |
| Át chế lặn 9:3:4 | Cặp alen lặn này “che” kiểu hình của alen trội kia. | 9 A-B- 3 A-bb 4 aaB- + aabb |
| Át chế trội 12:3:1 | Một gen trội này át gen trội kia, thể đồng hợp lặn có kiểu hình riêng. | 12 A- - - 3 aaB- 1 aabb |
| Át chế trội 13:3 | Một gen trội này át gen trội kia, thể đồng hợp lặn không có kiểu hình riêng. | 13 A--- + aabb 3 aaB- |
| Trội cộng gộp 15:1 | Một a-len trội sẽ tăng hiệu quả ở kiểu hình, hoặc một a-len trội gây biểu hiện tính trạng. | 15 A-B- + A-bb + aaB- 1 aabb |
III. Bài tập trắc nghiệm tương tác gen
Câu 1. Ở một loài thực vật lưỡng bội, tínht rạng màu hoa do 2 cặp gen Aa và Bb tương tác theo kiểu bổ sung. Khi có cả A và B quy định hoa đỏ, các kiểu gen còn lại quy định hoa trắng; gen D quy định quả to trội hoàn toàn so với alen d quy định quả nhỏ, các gen phân li độc lập với nhau. Cho cây hoa đỏ, quả nhỏ (P) tự thụ phấn, thu được F1 gồm 2 loại kiểu hình hoa đỏ, quả nhỏ chiếm tỉ lệ 56,25%. Cho cây P giao phấn với một cây khác thu được đời con có 4 loại kiểu hình với tỉ lệ 1 : 1 : 1 : 1. Cho rằng không phát sinh đột biến mới. theo lí thuyết, kiểu gen của cây khác là
A. AAbbdd hoặc AAbbDd
B. AABbdd hoặc AAbbDd
C. AAbbDd hoặc aaBBDd
D. Aabbdd hoặc AAbbDd
Câu 2. Ở một loài thực vật, để tạo thành màu đỏ của hoa có sự tương tác của hai gen A và B theo sơ đồ
Gen A Gen B
Enzim A Enzim B
Chất trắng 1 Chất trắng 2
Chất đỏ Gen a và b không có khả năng đò, hai cặp gen nằm trên hai cặp NST khác nhau. Cho cây có kiểu gen AaBb tự thụ phấn được F1, các cây F1 giao phấn tự do được F2. trong số các cây hoa đỏ ở F2, cây thuần chủng chiếm tỉ lệ:
A. 1/9 B. 1/4 C. 1/8 D. 3/7
Câu 3. Cho cây hoa đỏ (P) tự thụ phấn, đời F1 có tỉ lệ kiểu hình: 56,25% hoa đỏ: 18,75% hoa hồng: 18,75% hoa vàng : 6,25% hoa trắng. Nếu cho tất cả các cây hoa vàng ở F1 lai phân tích, loại kiểu hình hoa vàng ở đời con chiếm tỉ lệ
A. 1/3 B. 1/4 C. 1/2 D. 2/3
Câu 4. Cho cây hoa đỏ (P) tự thụ phấn, đời F1 có tỉ lệ kiểu hình: 56,25% hoa đỏ: 18,75% hoa hồng: 18,75% hoa vàng: 6,25% hoa trắng. Nếu cho tất cả các cây hoa hồng ở F1 lai phân tích, loại kiểu hình hoa hồng ở đời con chiếm tỉ lệ
A. 1/3 B. 1/4 C. 1/2 D. 2/3
Câu 5. Cho cây hồng tự thụ phấn. Nếu loại bỏ tất cả các cây hoa đỏ và hoa trắng F1, sau đó cho các cây hoa hồng và hoa vàng ở F1 cho giao phấn ngẫu nhiên thì ở F2, kiểu hình hoa đỏ có tỉ lệ:
A. 1/9 B. 3/8 C. 1/3 D. 2/9
Trên đây là toàn bộ kiến thức mà Cunghocvui muốn chia sẻ về lý thuyết và các phương pháp giải bài tập tương tác gen có đáp án!
Liên kết với Facebook
Liên kết với Google