1. Câc bộ gene lạp thể (cpDNA)
Lă băo quan có khả năng tự tâi sinh ở tế băo thực vật. Sự phđn chia của câc băo quan năy về về câc tế băo con trong phđn băo lă không ñều như sự
lượng lớn vă phđn chia ngẫu nhiín về câc tế băo con nín mỗi tế băo có thể
chứa nhiều hoặc ít lục lạp.
DNA của lục lạp ñược ký hiệu lă cpDNA (Chloroplast DNA). Bộ gene năy ở dạng DNA vòng tròn, thường dăi hơn DNA của ty thể 8-9 lần. Trong lục lạp còn tìm thấy bộ mây sinh tổng hợp protein khâc rất nhiều với hệ
thống trong tế băo chất của Eukaryota nhưng giống với bộ mây sinh tổng hợp protein của Prokaryota.
Mặc dù sự di truyền của lục lạp ñược phât hiện rất sớm, nhưng trong một thời gian dăi sự hiểu biết chi tiết về câc gene của lục lạp không có bước tiến ñâng kể. Câc nghiín cứu phđn tử ñê góp phần chủ yếu cho sự phđn tích chi tiết câc gene ở câc băo quan. Ngoăi câc nghiín cứu ởMirabilis jalapa vă
Chlamydomonas, bản ñồ chi tiết cpDNA của thực vật Marchantia
polymorpha ñê ñược xđy dựng.
CpADN ñiển hình dăi khoảng 120-200 kb tùy loăi thực vật. Ở
Marchantia, kích thước phđn tử lă 121 kb.
Trín cpDNA của Marchantia có tất cả 136 gene gồm 4 loại mê hóa tổng hợp rRNA, 31 loại mê hóa tổng hợp tRNA vă khoảng 90 gene tổng hợp protein. Trong số 90 gene mê hóa tổng hợp protein, có 20 gene mê hóa tổng hợp enzyme cho quang hợp vă chuỗi chuyền ñiện tử. Câc gene mê hóa cho câc chức năng dịch mê chiếm khoảng một nữa bộ gene của lục lạp vă bao gồm câc protein vă câc RNA cần thiết cho dịch mê bín trong lục lạp.
Thực tế DNA của lục lạp, ty thể vă nhđn tế băo có sự phối hợp chặt chẽ
trong việc tạo ra câc tiểu phần của những protein ñược sử dụng bín trong lục lạp. Ribulose-1,5-biphosphate carboxylase/ oxygenase lă enzyme dồi dăo nhất của lục lạp. Nó xúc tâc 2 phản ứng cạnh tranh nhau, cố ñịnh CO2 vă bước ñầu tiín của quang hô hấp (photorespiration) với sự tạo ra glycolate. Enzyme gồm 8 tiểu phần lớn LS (large unit) giống nhau vă 8 tiểu phần nhỏ
giống nhau ñược mê hóa tương ứng bởi câc gene của lục lạp vă nhđn tế băo. Tiểu phần lớn LS mang trung tđm xúc tâc, còn vai trò của câc tiểu phần nhỏ
chưa rõ. Gene LS nằm trín cpDNA của một số thực vật như bắp,
Chlamydomonas reinhardii, thuốc lâ, Euglena... Trong tất cả câc trường
hợp, gene LS hiện diện 1 bản sao cho 1 DNA của lục lạp. Ngược lại, câc gene của tiểu phần nhỏ ñược tìm thấy ở câc trình tự DNA của nhđn tế băo với số bản sao ít.
2. Câc bộ gene ty thể (mtDNA)
Băo quan ti thể có ở tất cả câc tế băo của Eukaryote. Bộ gene của ti thể ñược ký hiệu lă mtDNA (Mitochodrial DNA). mtDNA mê hóa cho sự tổng hợp nhiều thănh phần của ti thể như hệ thống 2 loại rRNA, 22-25 loại tRNA vă nhiều loại protein có trong thănh phần măng bín trong ti thể. Trong khi
ñó, phần lớn protein của ribosom của ti thể thì do câc gene ở trong nhđn xâc
ñịnh.
Bộ gene của ti thể có hai chức năng chủ yếu:
- Mê hóa cho một số protein tham gia chuỗi chuyền ñiện tử
- Mê hóa cho hệ thống sinh tổng hợp protein gồm một số protein, tất cả
câc tRNA vă cả 2 loại rRNA.
Tuy nhiín trong cả hai trường hợp, những cấu phần còn lại của hệ thống
ñược mê hóa do câc gene nhđn vă ñược dịch mê ở băo tương (cytosol) rồi chuyển văo ti thể.
Như vậy, việc nghiín cứu câc gene của ti thể cho thấy tế băo Eukaryote không lục lạp có ít nhất 2 hệ thống sinh tổng hợp protein ñộc lập tương ñối nhưng luôn hợp tâc chặt chẽ với nhau. Ở câc Eukaryote có lục lạp thì 3 hệ
thống sinh tổng hợp protein ñộc lập tương ñối nhưng hợp tâc với nhau. Cả 2 băo quan ty thể vă lục lạp tham gia trực tiếp văo chuyển hóa năng lượng của tế băo.
Di truyền tế băo chất lă hiện tượng di truyền do câc gene nằm trín nhiễm sắc thểở ngoăi nhđn quy ñịnh.
Cđu hỏi ôn tập
1. Hêy níu câc kiểu ñột biến của ty thể.
2. Trình băy chứng minh thực nghiệm về di truyền lạp thể. 3. So sânh sự giống nhau vă khâc nhau của mtDNA vă cpDNA.
4. Nếu có hạt bắp từ dòng bất thu ñực, lăm sao xâc ñịnh sự bất thụ do gene trong nhđn hay ngoăi nhđn?
5. Níu câc ñặc ñiểm riíng của di truyền ngoăi nhiễm sắc thể vă níu câc sai khâc cơ bản so với di truyền của gene nhđn.
6. Hêy phđn biệt hiệu quả dòng mẹ với sự di truyền ngoăi nhđn. 7. Hêy phđn biệt câc loại ñột biến petite ở nấm men.
8. Cho 2 dòng bắp bất dục ñực: một dòng bất dục băo chất, một dòng bất dục do gene nhđn di truyền theo Mendel. Hêy trình băy phương phâp xâc
ñịnh hai dòng bất dục trín.
9. Một con ốc loăi Limnaea peregra có vỏ xoắn trâi qua tự phối cho tất cả
thế hệ sau xoắn phải. Hêy xâc ñịnh genotype của con ốc năy. Nếu thế hệ sau cho tự phối riíng rẽ, hỏi chiều xoắn vỏ của câc con ốc thế hệ năy như thế
năo?
10. Tỷ lệ tiến hóa DNA của ty thểñược tính bằng sự biến ñổi 1 nucleotid của 1 ty thír trong thời gian 1.500 ñến 3.000 năm. DNA ty thể người có khoảng 16.500 nucleotid. Hỏi tỷ lệ biến ñổi của 1 nucleotid trong 106 năm lă bao nhiíu?
198
Chương 11
Sự ñiều hòa biểu hiện của gene
Mục tiíu của chương
Giới thiệu về câc quâ trình ñiều hòa trong cơ thể sinh vật. Sựñiều hòa của gen ñược thực hiện ở câc mức khâc nhau. Hoạt ñộng theo kiểu operon
ñặc trưng cho ñiều hòa ở Prokaryote. Ở Eukaryote có câc cơ chế ñiều hòa phức tạp.
Nội dung