Tài liệu Phân tích bộ bốn và lập bản đồ ở vi nấm pdf

Phân tích bộ bốn và
lập bản đồ ở vi nấm


Nấm men có nhiều đặc trưng để trở
thành mô hình lý tưởng cho nghiên
cứu di truyền ở eukaryote. Nấm men là
một eukaryote đơn bào, chu kỳ sống chỉ
khoảng 90 phút, có thể thu đuợc nấm
men với số lượng lớn khi nuôi trên môi
trường đặc. Bộ gen của nấm men chứa
khoảng 12 megabase với 6.000 gen phân
bố trên 16 nhiễm sắc thể. Nấm men là
eukaryote đầu tiên được giải mã bộ gen.
Chu trình sống của nấm men gồm hai
giai đoạn có thể chuyển đổi qua lại. Tế
bào có thể tồn tại ở cả dạng lưỡng bội và
cả dạng đơn bội. Trong cả hai trường
hợp, tế bào mẹ tạo chồi giống hệt nó.
Những tế bào lưỡng bội này có thể tiếp
tục sinh trưởng bằng mọc chồi và có thể
trãi qua giảm phân tạo 4 bào tử đơn bội
(haploid) trong một nang (ascus) được
gọi là tetrad. Bào tử đơn bội (haploid
spore) của kiểu kết cặp khác nhau (a với
a) sẽ qua thụ tinh tạo thể lưỡng bội.
Những bào tử của kiểu kết cặp giống
nhau sẽ tiếp tục sinh trưởng bằng nẩy
chồi.

Nấm men được xem là E. coli của các tế
bào eukaryote, có thể sử dụng nấm men
để phân tích đột biến. Tế bào nấm men
đơn bội được gây đột biến bằng tia X,
sau đó sàng lọc các kiểu hình đột biến
trên môi trường nuôi cấy. Đầu tiên nuôi
cấy tế bào nấm men trên môi trường giàu
dinh dưỡng để tất cả các tế bào phát
triển. Đĩa nuôi cấy này sau đó được nhân
lên qua đĩa sao chép chứa môi trường
chọn lọc hoặc điều kiện sinh trưởng đặc
biệt. Chẳng hạn, các đột biến nhạy
cảm nhiệt độ có thể sinh trưởng trên
các đĩa gốc nhưng lại không sinh trưởng
trên các đĩa sao chép ở nhiệt độ giới hạn.
So sánh các khuẩn lạc ở đĩa gốc với đĩa
sao chép sẽ phát hiện được những đột
biến nhạy cảm với nhiệt độ.



Chu trình sống của nấm men


Lớp nang khuẩn (Ascomycetes) có đặc
điểm là khi các tế bào lưỡng bội phân
chia giảm nhiễm sẽ tạo ra các bào tử nằm
trong một vỏ bao được gọi là nang
(ascus). Các cơ thể này có các đặc điểm
thuận lợi cho phân tích di truyền:

Các vi nấm có thể tồn tại ở dạng đơn bội,
nên tất cả các gene có thể biểu hiện trực
tiếp thành kiểu hình.

Các vi nấm này có thể tạo ra số lượng cá
thể lớn ở thế hệ sau nên có thể phát hiện
các sự kiện di truyền hiếm và có thể ước
lượng được tần số tái tổ hợp một cách
chính xác.

Tế bào nấm men có thể sống ở dạng sinh
dưỡng đơn bội hay dị bội. Tín hiệu
chuyển từ đơn bội sang dị bội xuất hiện
theo dạng kết hợp và tín hiệu chuyển từ
dị bội sang đơn bội là sự giảm phân
trong quá trình hình thành bào tử.


Mốc vàng bánh mì (Neurospora crassa)
là mô hình nghiên cứu phân li trong giảm
phân
Trong chu trình sống, chỉ có hợp tử là
lưỡng bội, sẽ trải qua giảm phân ngay sau
khi được tạo thành, tạo các bào tử đơn
bội, bào tử nẩy mầm hình thành giai đoạn
cây. Ở một số loài các bộ bốn tạo thành
trải qua một lần phân chia nguyên nhiễm
nữa để tạo ra từng cặp gồm hai bào tử
giống hệt nhau. Ở mốc vàng bánh mì

(N. crassa), các bào tử xếp thảng
hàng trong nang theo một trật tự xác
định liên quan trực tiếp đến tiến trình của
giảm phân. Hầu hết các loại nấm mốc
khác, sản phẩm của giảm phân không sắp
xếp theo một trật tự đặc biệt trong nang
như mốc vàng bánh mì.

- Lập bản đồ di truyền bằng phân tích bộ
bốn

Đối với trường hợp bộ bốn không theo
thứ tự:

Ví dụ: khi lai các tổ hợp của hai gene AB
´ ab. Sự thụ tinh cho nhân lưỡng bội
AB/ab và nó chia giảm nhiễm ngay.

Nếu không có trao đổi chéo xảy ra hoặc
trao đổi chéo đôi xảy ra trên cùng hai
chromatid thì sẽ có bộ bốn: 2 AB : 2ab,
gọi là kiểu đôi cha mẹ (parental ditype –
PD).

Nếu trao đổi chéo xảy ra trên cả bốn
chromatid của mỗi cặp nhiễm sắc thể
kép, sẽ có 2AB : 2aB, gọi là bộ bốn kiểu
đôi không cha mẹ (Nonparental ditype –
NPD) hay còn gọi là kiểu đôi tái tổ hợp
(Reconbinational ditype- RD)

Trường hợp tạo ra mỗi nang bốn loại bào
tử có kiểu gene khác nhau: 1AB :

1Ab : 1aB : 1ab được gọi là kiểu bốn
(tetratype)

Phân tích bộ bốn cho phép xác định hai
gene liên kết. Khi hai gene không liên
kết thì tần số bộ bốn kiểu đôi bố mẹ và
kiểu đôi không bố mệ bằng nhau (PD =
NPD). Ngược lại khi hai gene liên kết,
kiểu PD có tần số lớn hơn kiểu NPD. Tần
số tương đối của các kiểu bộ bốn khác
nhau được sử dụng để xác định bản đồ
khoảng cách giữa hai gene liên kết.


Phân tích bộ bốn