Lịch sử phát triển di truyền học Lịch sử phát triển di truyền học Bởi: Nguyễn Hải Trong q trình sinh sản, ln giống cha mẹ mức độ định Sự chép lại tính trạng thể qua hệ gọi tượng di truyền Song chép tuyệt đối, có nét khác khác với cha mẹ Đó tượng biến dị Từ xa xưa, người quan tâm đến tượng di truyền biến dị Nhiều phương pháp hóa, chọn lọc lai giống dân tộc cổ xưa áp dụng Nhưng hiểu biết hạn chế nên việc giải thích quy luật di truyền biến dị nhiều quan niệm ngây thơ, sai lầm 1/8 Lịch sử phát triển di truyền học Giai đoạn trước Mendel Thế kỷ IV - V trước Cơng ngun, có hai luận thuyết di truyền tính trạng nêu Hippocrates theo thuyết di truyền trực tiếp, cho vật liệu sinh sản thu thập từ tất phần thể, tất quan thể có ảnh hưởng đến cháu Về sau, thuyết di truyền gián tiếp Aristotle bác quan điểm Hippocrates, cho vật liệu sinh sản tạo từ chất dinh dưỡng mà chất tiền định cho cấu tạo phần khác thể Lamarck, người xây dựng học thuyết hồn chỉnh có hệ thống phát triển lịch sinh giới, đề cao vai trị ngoại cảnh Ơng nêu quan niệm di truyền tập nhiễm, cho biến đổi thu đời cá thể di truyền 2/8 Lịch sử phát triển di truyền học Vào kỷ XIX, sinh vật học phát triển mạnh mẽ, phép lai giống sử dụng rộng rãi động thực vật Qua đó, nhà sinh vật học hiểu cha mẹ góp phần vào tính trạng hậu Tuy nhiên quan niệm phổ biến thời di truyền hịa hợp, tức tính trạng cha mẹ trộn lẫn để tạo nên tính trạng trung gian Darwin chịu ảnh hưởng thuyết di truyền gián tiếp Trong tác phẩm “Sự biến đổi động vật thực vật nuôi trồng” (1868), ông phát triển thành thuyết pangen (Pangenesis) Theo đó, phần thể sản sinh phần tử nhỏ gọi gemmule (mầm) theo máu tập trung quan sinh dục Mỗi cá thể sinh hịa hợp tính di truyền cha mẹ, bao gồm tính tập nhiễm Năm 1871, F Galton tiến hành thực nghiệm để kiểm tra thuyết pangen Ông truyền máu thỏ đen cho thỏ trắng, sau lai truyền máu với Lặp lại thí nghiệm qua hệ khơng tìm thấy ảnh hưởng đến thỏ trắng Như vậy, máu thỏ không chứa gemmule Đến cuối kỷ XIX, giới khoa học chưa có quan niệm đắn tính di truyền Darwin nhiều lần nhấn mạnh: “về quy luật di truyền biến dị, cịn biết q ít” Đáng tiếc là, năm 1866 Mendel cơng bố tác phẩm “Các thí nghiệm lai thực vật” Darwin đến Giai đoạn di truyền Mendel 3/8 Lịch sử phát triển di truyền học Gregor Mendel (1822 – 1884) sử dụng đậu Hà Lan Pisum sativum làm đối tượng nghiên cứu di truyền Từ năm 1856 đến 1863 ông trồng khoảng 37.000 quan sát đặc biệt khoảng 300.000 hạt Nhờ có phương pháp thí nghiệm độc đáo, ông phát quy luật di truyền, đặt móng cho di truyền học đại Kết nghiên cứu ơng trình bày tác phẩm “Các thí nghiệm lai thực vật” dài 44 trang, báo cáo trước Hội nhà Tự nhiên học thành phố Brno vào ngày tháng tháng năm 1865 công bố Kỷ yếu Hội vào năm 1866 Mendel chứng minh di truyền tính trạng có tính gián đoạn chi phối nhân tố di truyền dùng ký hiệu số học đơn giản để biểu quy luật truyền thụ tính di truyền Do hạn chế tri thức Sinh học đương thời, cơng trình Mendel khơng cơng nhận suốt 35 năm Mãi đến năm 1900, H de Vries (Hà Lan), E K Correns (Đức) E V Tschermak (Áo) độc lập phát lại quy luật Mendel phát minh ơng tiếp nhận Năm 1900 coi năm khai sinh Di truyền học kỷ XX kỷ phát triển Di truyền học 4/8 Lịch sử phát triển di truyền học Năm 1901, H de Vries nêu thuyết đột biến Năm 1902, W Bateson L Cuénot chứng minh quy luật Mendel động vật Trong khoảng thời gian này, tượng tương tác gen phát Các quan điểm di truyền nhiễm sắc thể nêu Năm 1903, T Boveri chứng minh vai trò nhân W Sutton gắn nhân tố Mendel với nhiễm sắc thể Đặc biệt, A Weismann dựa suy luận đề xuất thuyết di truyền nhiễm sắc thể Ơng tiên đốn chế nguyên phân, giảm phân, vai trò nhiễm sắc thể nhân tế bào; đồng thời đề giả thuyết thể định (determinant) mang tính di truyền gián đoạn, sở cho khái niệm gen sau Tên gọi môn Di truyền học (Genetics) nhà di truyền học Anh W Bateson nêu năm 1906 Năm 1909, nhà khoa học Đan Mạch W Johannsen nêu thuật ngữ: gen (gene), kiểu gen (genotype), kiểu hình (phenotype) 5/8 Lịch sử phát triển di truyền học Sự phát triển thuyết di truyền nhiễm sắc thể Sự phát triển tế bào học nửa cuối kỷ XIX tạo sở cho hiểu biết công trình Mendel Sự kết hợp tế bào học di truyền học tạo bước phát triển cho di truyền học Năm 1911, T H Morgan cộng xây dựng học thuyết di truyền nhiễm sắc thể đồ di truyền nhiễm sắc thể dựa nghiên cứu đối tượng ruồi giấm Drosophila melanogaster Kết thu chứng minh gen nằm nhiễm sắc thể xếp dọc tạo thành nhóm liên kết gen Học thuyết di truyền nhiễm sắc thể xác nhận đắn quy luật Mendel, cho thấy gen có sở vật chất, gắn chặt với cấu trúc tế bào Di truyền học cổ điển có lúc gọi Di truyền Mendel – Morgan T H Morgan nhận giải Nobel vào năm 1934 Năm 1920, N I Vavilov nêu quy luật “các dãy tương đồng biến dị” sau nêu thuyết trung tâm giống trồng giới Năm 1925 – 1927, Muller chứng minh tác động gây đột biến tia X, đặt sở cho nghiên cứu đột biến nhân tạo Năm 1933, T Painter phát nhiễm sắc thể khổng lồ côn trùng hai cánh (Diptere), đặt sở cho việc nghiên cứu đột biến nhiễm sắc thể lập đồ di truyền tế bào 6/8 Lịch sử phát triển di truyền học Thập niên 1940, thuyết “một gen- enzyme” đưa cho George Beadle Edward Tatum giải Nobel với cơng trình nghiên cứu nấm mốc Neurospora crassa chứng minh gen kiểm tra phản ứng sinh hóa Di truyền học có bước phát triển mới: vào chi tiết hoạt động gen Cũng năm 1930 - 1940, Barbara McClintock phát gen di chuyển dọc nhiễm sắc thể mà sau gọi yếu tố di động (transposable elements) nghiên cứu ngô Zea mais Bà nhận giải Nobel vào năm 1983 tuổi 80 Cho đến cuối năm 40 kỷ XX, di truyền học coi giai đoạn kinh điển nguyên lý tìm ra, khái niệm gen phát triển cụ thể hóa với biểu chúng Sự phát triển di truyền học phân tử Sau chiến thứ hai, phát triển mạnh mẽ khoa học nhiều lĩnh vực dẫn đến nhiều phát minh lớn cho Di truyền học cấp độ phân tử Tiếp nối nghiên cứu Frederick Griffith (1928), năm 1944, Oswald Avery, C M MacLeod M McCarty xác định chất tượng biến nạp chứng minh DNA vật chất di truyền Nhưng đến năm 1952, vai trò di truyền DNA cơng nhận sau thí nghiệm tìm chất tượng tải nạp phage T2 Alfred Hershey Martha Chase tiến hành Sự phát cấu trúc chuỗi xoắn kép DNA vào năm 1953 James Watson Francis Crick khám phá quan trọng lịch sử di truyền học Nó mở cách hiểu hoạt động gen di truyền cấp độ phân tử Bản chất hóa học gen- đơn vị di truyền hệ thống sống- làm sáng tỏ 7/8 Lịch sử phát triển di truyền học Năm 1956, học thuyết trung tâm (central dogma) Sinh học phân tử Francis Crick đề xuất Năm 1961, M Nirenberg J Matthei giải mã di truyền đến năm 1966, tồn 64 codon mã hóa nhóm M Nirenberg nhóm H.G Khorana xác định Năm 1961, J Monod F Jacob phát chế điều hòa sinh tổng hợp protein prokaryote theo mơ hình operon Từ kỹ thuật di truyền đời Từ đầu thập niên 70 kỷ XX, kỹ thuật di truyền đời tạo nên cách mạng lớn Di truyền học Sinh học Sự hiểu biết gen mức độ nucleotide dẫn đến kỹ thuật mới: gây đột biến điểm định hướng Sự biến đổi định hướng gen dẫn đến thay đổi trình tự amino acid phân tử protein cách có chủ ý; từ thúc đẩy phát triển công nghệ protein Đầu năm 1990, nghiên cứu in silico (trên máy điện toán) tạo thuận lợi lớn cho nghiên Sinh học có Di truyền học Kỹ thuật di truyền kéo theo bùng nổ Công nghệ Sinh học, mang lại ứng dụng to lớn đặt nhiều vấn đề đáng lo ngại người 8/8 ... Lịch sử phát triển di truyền học Sự phát triển thuyết di truyền nhiễm sắc thể Sự phát triển tế bào học nửa cuối kỷ XIX tạo sở cho hiểu biết cơng trình Mendel Sự kết hợp tế bào học di truyền học. .. lịch sử di truyền học Nó mở cách hiểu hoạt động gen di truyền cấp độ phân tử Bản chất hóa học gen- đơn vị di truyền hệ thống sống- làm sáng tỏ 7/8 Lịch sử phát triển di truyền học Năm 1956, học. .. Tschermak (Áo) độc lập phát lại quy luật Mendel phát minh ông tiếp nhận Năm 1900 coi năm khai sinh Di truyền học kỷ XX kỷ phát triển Di truyền học 4/8 Lịch sử phát triển di truyền học Năm 1901, H de