31/05/2014

Bản chất và nguồn gốc của đa dạng di truyền

da-dang-di-truyen
Mối quan hệ di truyền của một số loài chó 
Đa dạng di truyền (ĐDDT) được hiểu là những biến dị trong cấu trúc di truyền của các cá thể bên trong hoặc giữa các loài; những biến dị di truyền bên trong hoặc giữa các quần thể.

ĐDDT do các gen tạo nên. Gen là đơn vị di truyền, một đoạn của vật chất di truyền qui định sự di truyền  của tính trạng. Một gen kiểm soát sự biểu hiện và phát triển của một tính trạng nhất định của một sinh vật. Sự biểu hiện cụ thể của tính trạng sẽ biến đổi đa dạng (ví dụ màu tóc hay màu mắt của người) và mỗi một dạng của gen quy định một dạng biểu hiện cụ thể như vậy được gọi là một alen. Do vậy sự thể hiện của một gen trong một sinh vật sẽ ở dạng một alen trong tập hợp nhiều alen của gen đó. Các gen được cấu trúc từ axit deoxyribonucleic (ADN), một phân tử  mạch thẳng giống như một cái thang xoắn, đó là cấu trúc chuỗi xoắn kép như đã biết. Các “bậc” của cái thang này được cấu trúc bởi các phân tử gọi là các bazơ nucleotit, và cứ hai bazơ liên kết với nhau thì cấu thành nên một bậc thang. Có bốn loại bazơ khác nhau: cytosin, guanin, tymin và adenin; chúng kết cặp với nhau để tạo nên cấu trúc các “bậc” của thang ADN, cytosin liên kết với guanin, adenin với tymin. Mỗi nhóm ba cặp bazơ thì làm thành một “bộ ba” và mỗi “bộ ba” như vậy là trình tự mã hoá cho một axit amin. Có tất cả 64 tổ hợp các “bộ ba” mã hoá, nhiều hơn số lượng cần thiết để mã hoá cho 20 axit amin (có trong tất cả các sinh vật). Do đó, sự đa dạng về mã di truyền là một hệ thống bắt đầu từ trình tự của mỗi “nấc thang” trong phân  tử ADN, sau đó đến trình tự của các “bộ ba”, rồi đến trật tự sắp xếp và chiều dài của các chuỗi “bộ ba”, cuối cùng đến các alen tương ứng và số lượng vật chất di truyền trong các sinh vật khác nhau.
ĐDDT là đa dạng ở cấp độ phân tử và đa dạng trao đổi chất. ĐDDT thường không được quan tâm nghiên cứu đúng mức mặc dù các loại đa dạng này chính là nền tảng cho sự đa dạng của sinh giới, không phải chỉ ở hiện tại mà từ quá khứ xa xưa và sẽ vẫn là như vậy trong tương lai. Sự  ĐDSH dù trong phạm vi một loài hay giữa các loài và các HST với nhau thì cũng đều xuất phát từ ba loại đa dạng này.
ĐDDT cung cấp những sự khác nhau cốt lõi quyết định các dạng chính của sự sống. ĐDDT đặc biệt quan trọng khi mà các đặc điểm cấu trúc hình thái quan sát được không cung cấp những bằng chứng đáng tin cậy có tác dụng định hướng phân loại. Sự ĐDDT  là bằng chứng không chỉ cho sự phân loại sâu sắc nhất của sinh giới mà còn cho sự tồn tại  những đặc tính chung, được thể hiện xuyên suốt các đặc tính sai khác lớn về mặt phân loại. Những đặc tính di truyền như vậy nói lên sự liên quan lẫn nhau của tất cả các dạng sống. ĐDDT là nhân tố quyết định cuối cùng sự phân chia cũng như mối liên quan giữa các dạng sống. Bên cạnh đó, ĐDDT  và đa dạng trao đổi chất là đặc biệt quan trọng để hiểu được lịch sử, quá trình tiến hoá và các đặc tính phân loại đặc trưng của sự sống. Vật chất di truyền chính là cơ sở cho sự hình thành sự ĐDSH trong tương lai.
Sự đa dạng về di truyền trong loài thường bị ảnh hưởng bởi những tập tính sinh sản của các cá thể trong quần thể. Một quần thể là một nhóm cá thể giao phối với nhau để sản sinh ra các thế hệ con cái hữu thụ; loài có thể bao gồm một hay nhiều quần thể. Một quần thể có thể chỉ có từ vài cá thể đến hàng triệu cá thể.
Các cá thể trong một quần thể thường có bộ gen khác nhau. Sự đa dạng về bộ gen có được là do các cá thể có các gen khác nhau, dù chỉ là rất ít. Những hình thái khác nhau của gen được thể hiện bằng những alen, và những sự khác biệt do sự đột biến (mutation) - là những sự thay đổi trong ADN thành phần cấu trúc nhiễm sắc thể ở mỗi cá thể. Những allen khác nhau của một gen có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và đặc điểm sinh lý của mỗi cá thể theo một cách khác nhau. Những cây trồng được lai ghép hay những động vật được lai tạo phát huy những gen của mình để hình thành những giống cây, con cho năng suất cao, có khả năng tốt chống chịu sâu bệnh.
da-dang-di-truyen-1
Hình 1.1. Các nhân tố quyết định đến kiểu hình (kiểu gen và điều kiện môi trường)
-           (A)-các cá thể khác nhau về gen có thể có các kiểu hình khác nhau kể cả khi chúng phát triển trong cùng một môi trường;
-           (B)-các cá thể có cùng kiểu gen có thể có các kiểu hình khác nhau nếu chúng phát triển trong các môi trường khác nhau như ở vùng ôn đới và vùng nhiệt đới ; nơi có nhiều thức ăn khác với nơi ít thức ăn (Alcock, 1993).
Những sự khác biệt về gen trong di truyền học được tăng dần khi con cái thu nhận được đầy đủ tổ hợp gen và nhiễm sắc thể của bố mẹ thông qua sự tái tổ hợp (recombination) của các gen trong quá trình sinh sản. Những gen được trao đổi giữa các nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân (meiosis) và một tổ hợp mới được thiết lập khi nhiễm sắc thể của hai bố mẹ kết hợp thành một tổ hợp thống nhất mới cho con cái  (Hình  1.1  ). Các đặc tính vật lý, sinh lý học, và hóa sinh học của một cá thể - kiểu hình được quyết định bởi kiểu gen và bởi các điều kiện môi trường.
Tổng các gen và alen trong một quần thể là vốn gen của quần thể và những tổ hợp của các alen mà mỗi cá thể có được gọi là kiểu gen (genotype). Kiểu hình (phenotype) của mỗi cá thể được thể hiện bằng các tính chất về hình thái, sinh lý, hóa sinh và được đặc trưng bởi các kiểu gen trong từng môi trường nhất định (Hình 1.1). Một số đặc tính của con người, như lượng mỡ trong cơ thể, sự bền chắc của răng thường liên quan chặt chẽ đến môi trường, trong khi đó những đặc tính khác như màu mắt, nhóm máu nhất thiết được quy định bằng kiểu gen của từng cá thể.
Số lượng khác biệt nhau về gen trong một quần thể được xác định bởi số gen trong vốn gen đó mà thường có nhiều hơn một allen (được gọi là các gen đa hình - polymorphic genes) và số các allen cho mỗi một gen đa hình. Sự tồn tại của các gen đa hình cho phép các cá thể trong quần thể có thể có kiểu gen dị hợp tử, điều đó có nghĩa là các cá thể có thể nhận được những allen khác nhau từ các gen của mỗi bố mẹ. Sự khác biệt về gen cho phép các loài thích ứng được với sự thay đổi của môi trường. Nói chung, những loài quý hiếm thường đơn điệu về gen so với những loài phổ biến, phân bố rộng và hậu quả là những loài quý hiếm thường rất nhạy cảm với sự biến đổi môi trường và dễ bị tuyệt chủng.
Từ trên có thể thấy sự ĐDDT, kể cả chỉ trong nội bộ một loài, lớn đến nỗi lượng thông tin di truyền còn nhiều hơn cả số lượng tất cả các cá thể của loài. Đánh giá sự ĐDDT  hiện đang là một lĩnh vực nghiên cứu phát triển mạnh. 

0 nhận xét:

Post a Comment

Cảm ơn bạn đã để lại ý kiến, giúp chúng tôi cung cấp thông tin đầy đủ hơn nữa!