ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN

ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN:
DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN
(Di truyền ty thể, di truyền lạp thể)

A. ĐẶT VẤN ĐỀ
 Genom của Tế Bào nằm chủ yếu trong nhân. Nhân không phải
là bào quan duy nhất mang vật chất di truyền. Ty thể,lạp thể,…
cũng có hệ gen của riêng mình Tuân theo sự di truyền tế
bào chất
 Di truyền tế bào chất là hiện tượng di truyền do các gene nằm
trên nhiễm sắc thế ngoài nhân quy định




B. NỘI DUNG
1. Đặc điểm của di truyền ngoài nhân.
1.1 Đặc điểm
• Di truyền theo dòng mẹ (đặc điểm ở đời con thường giống mẹ)
• Lai thuận nghịch cho kết quả khác nhau. Con lai phụ thuộc vào
dạng làm mẹ. Đây là chỉ tiêu quan trọng để phân biệt tính trạng
do nhân hay tế bào chất kiểm soát.
• Tỷ lệ phân ly kiểu hình đời con không theo quy luật Mendel.
• Tính trạng do các gen ngoài nhiễm sắc thể mã hóa không bị
thay đổi khi thay nhân tế bào bằng nhân có cấu trúc khác.
• Đột biến ở tế bào chất được khắc phục bằng cách loại bỏ đột
biến thay bằng các cơ quan bình thường. Vì thế, các loại đột
biến tế bào chất có thể nhanh bị mất đi.

• Gen quy định tính trạng nghiên cứu không thuộc nhóm liên kết
nào.
• Có tính chất thể khảm.

1.2. Nguyên nhân của di truyền ngoài nhân.
• Trong sự thụ phấn ở thực vật bậc cao, một tế bào trứng kích
thước lớn chứa nhiều tế bào chất phối hợp với nhân một hạt
phấn không có tế bào chất bao quanh. Do đó hợp tử nhận hầu
hết tế bào chất từ tế bào trứng.

1.3. So sánh giữa di truyền trong nhân và di truyền ngoài nhân.
Di truyền trong nhân Di truyền ngoài nhân
•
NST phân bố vào TB con như nhau.
•
NST cố định đặc trưng cho loài.

•
Nếu bị hỏng thì không thể thay thế.
•

•
Vật
chất di truyền của mẹ và của bố có
vai trò ngang nhau.
•
Tỷ lệ phân ly tuân theo định luật
Mendel.
•
ADN trong nhân có dạng thẳng.

•

Tính trạng do nhân tế bào quy định sẽ
bị thay thế khi nhân bị thay thế bằng
nhân có cấu trúc khác.

•
Di truyền nhân đóng vai trò chính.

•
Sự biểu hiện của gen phụ thuộc vào
tác
động qua lại giũa các gen alen hoặc
các
gen không alen
•
Cơ quan phân chia ngẫu nhiên.
•
Cơ quan tử không cố định và số lượng
lớn.
•
Nếu bị hỏng có thể thay thế bằng cách
sinh sản từ khác cơ quan tử khác.
•
Vật chất di truyền trong tế bào chất do
mẹ quy định.
•
Tỷ
lệ phân ly không tuân theo định luật

Mendel.
•
ADN
của ty thể, lạp thể, Plasmid có hình
vòng.
•
Tính
trạng ko bị thay thế khi nhân tế bào
bị thay thế bằng nhân có cấu trúc khác.
Gen tế bào chất ít bị ảnh hưởng bởi tác
nhân đột biến.
•
Di truyền tế bào chất có vai trò nhất
định( quyết định 1% tính trạng)
•
Gen trực tiếp quy định tính trạng.
2. Sự di truyền của ty thể.
2.1. Cấu tạo ty thể.
• Ty thể là trung tâm cung cấp
năng lượng cho các hoạt động
sống của tế bào thông qua các
quá trình photphoril hóa –oxy
hóa,vận chuyển điện tử, quá
trình oxy hóa axitxitric và các
chu trình axit béo.
• Hình dạng chung của ty thể
trong các loại tế bào khác
nhau thì rất khác nhau nhưng
thường có dạng sợi, hạt hoặc
cả sợi và hạt trong một tế bào

• Ty thể gồm 2 lớp màng có cấu
tạo giống nhau.




2.2. Vật chất di truyền:
Bộ gen của ty thể được ký hiệu là mtDNA, nó mã hóa tổng hợp
nhiều thành phần của ty thể: hệ thống 2 loại rRNA, 22-25 loại
tRNA, và nhiều loại protein có trong thành phần của màng bên
trong ty thể.
a) mtDNA :
• mtDNA dạng sợi xoắn kép, có cấu trúc vòng (không tồn tại
protein histon) dài khoảng 5µm hoặc có thể tồn tại ở dạng
mạch thẳng.
• mtDNA chiếm từ 1 -> 5% DNA của tế bào.
• Kích thước DNA khác nhau đặc trưng cho từng loài.
• mtDNA tự tái bản theo kiểu bán bảo thủ nhờ hệ DNA pol có
trong chất nền ti thể và xảy ra ở interphase của chu kỳ tế bào.
• Các mtDNA có biến động rất lớn (từ khoảng 16Kb ở động vật
cho đến mấy trăm Kb ở thực vật). Mỗi ty thể chứa nhiều bản
sao mtDNA.
• Số lượng ty thể rất khác nhau ở các tế bào của cơ thể, đặc biệt
số lượng ty thể được tăng mạnh ở các tế bào trứng ( đảm bảo
năng lượng cho quá trình phát triển của hợp tử) và tế bào hạt
phấn (đảm bảo cho sự nảy mầm và phát triển của ống phấn).
b) RNA :
• Ty thể có từ 0,5-3% là RNA. Gồm mRNA, tRNA, rRNA
• ADN mã hóa các riboxom đăc trưng, tARN, enzym aminoaxit-
tARN-synthetase.

c) Protein:
• ADN mã hóa protein cấu trúc màng ty thể, enzym tham gia vào
chuỗi hô hấp và một số gen khác.

2.3. Chức năng của di truyền gen trên ti thể:
Bộ gen của ty thể được kí hiệu mtDNA (mitochondrial DNA),
có hai chức năng chủ yếu:
• Mã hóa nhiều thành phần của ti thể: hai loại rRNA, tất cả tRNA
trong ti thể và nhiều loại prôtêin có trong thành phần của màng
bên trong ti thể.
• Mã hóa cho một số prôtêin tham gia chuỗi truyền electron.



3. Di truyền của lục lạp
3.1. Cấu tạo lục lạp.
• Lục lạp là một trong ba dạng lạp thể
chỉ có trong các tế bào có chức năng
quang hợp ở thực vật.
• Lục lạp thường có hình bầu dục.
Mỗi lục lạp được bao bọc bởi màng
kép, bên trong là khối chất nền
(stroma) và các hạt grama chồng
khít lên nhau bao bọc bởi túi dẹp
thylacoit.
• Trên màng thylacoit có hệ sắc tố và
các enzyme, tạo thành vô số các đơn
vị quang hợp
• Ngoài ra, Lục lạp có hệ thống tổng
hợp protein riêng

Ví dụ: Tính trạng lá sọc ở cây
hoa phấn (Mirabilis jalapa):
• Sự di truyền tính trạng lá
sọc ở cây hoa phấn do
Correns (1908) nghiên cứu
và đưa ra.
• Trên cây hoa phấn có thể
quan sát thấy có 3 dạng lá:
lá màu xanh bình thường, lá
sọc trắng và lá màu bạch
tạng.

-
 Nghiên cứu như sau:
- TH dạng bạch tạng làm mẹ được thụ phấn với dạng bình thường:
. P12: ♀ bạch tạng x ♂ bình thường (xanh) → F1: 100% toàn
bạch tạng (sau 1 thời gian chúng bị chết vì không có khả năng quang
hợp).
Khi tiến hành lai nghịch cho kết quả khác: hoa dạng màu xanh làm
mẹ được thụ phấn với dạng bạch tạng.
. P21: ♀ xanh x ♂ bạch tạng → F1: 100% toàn màu xanh
- TH dạng sọc làm mẹ được thụ phấn với dạng xanh bình thường:
. P34: ♀ lá sọc x ♂ xanh → F1: xuất hiện 3 cây khác nhau: xanh:
sọc: bạch tạng.
Khi tiến hành lai nghịch cho kết quả khác: hoa dạng màu xanh làm
mẹ được thụ phấn với dạng sọc
. P43: ♀ xanh x ♂ sọc →F1: 100% xanh

Cơ chế di truyền của tính trạng này do gen nằm trên DNA lạp thể quy
định.
 Các lá có màu xanh là do màu của Chlorophyl, một loại lục lạp có vai
trò quan trọng nhất trong các dạng lạp thể.
 Trong phân bào, các lạp thể có thể rơi vào các tế bào con một cách ngẫu
nhiên . Các lá có màu xanh là do trong tế bào của chúng có một bộ các
lục lạp bình thường. Các lá màu bạch tạng là do chúng mang các lạp thể
bất thường (lạp thể hỏng), không màu còn được gọi là bach lạp. Còn lá
chứa bộ lục lạp có cả lục lạp bình thường và bạch lạc se có tính trạng lá
sọc. Kết quả là:
• Nhiều lục lạp bình thường – lá xanh
• Nhiều lục lạp không bình thường - bạch tạng
• Cả hai lục lạp tương đương – lá sọc
Kiểu hình màu sắc lá của cây hoa phấn là một ví dụ điển hình về
tính trạng di truyền theo dòng mẹ do gen trong tế bào chất quy định. Kiểu
di truyền này tạo ra tỷ lệ phân ly kiểu hình không giống với các quy luật di
truyền của Mendel và các phép lai thuận nghịch cho tỷ lệ kiểu hình con lai
khác nhau.
3.2. Khái niệm DNA lạp thể:
Nghiên cứu về genome lạp thể (lục lạp, sắc lạp, bột lạp) được tập
trung vào cấu trúc DNA lục lạp (cp- cloroplast DNA).
• Cp DNA có đặc điểm:
- Có cấu trúc dạng vòng, kích thước khác nhau, từ 120-160 Kb
(1Kb = 1000 đôi nucleotit).
- Tồn tại nhiều bản sao trong 1 lục lạp. VD: Ở thực vật bậc cao:
30-60 bản, ở tảo đơn bào lông roi chứa khoảng 15 lục lap, mỗi lục
lạp chứa khoảng 40 bản sao cp DNA.
- Các gen ở cp DNA chia thành 2 nhóm:

1. Những gen mã hóa các thành phần của bộ máy sinh tổng
hợp protein lục lạp: các tiểu phần của RNA – polymerase, các RNA
– ribosom, tRNA → Tự tái bản, tự tổng hợp protêin cho mình.
2. Những gen quy định nhiều thành phần của bộ máy
quang hợp: các hệ quang hợp I và II, các chuỗi vận chuyển điện tử.
Cp DNA còn kiểm tra 1 số quá trình tạo màng của lục lạp.
- Có một số gen chống chịu.

4. Ứng dụng của di truyền ngoài nhân
trong thực tiễn.
• Thay thế nhân tế bào mẹ bằng tế bào cha nhưng vẫn dữ nguyên
tế bào chất
• Giám định hài cốt liệt sĩ.
• Xác định nguồn gốc các loài động vật đã bị tuyệt chủng
• Ứng dụng tính bất thụ đực tế bào chất trong sản xuất giống lai.
Bất dục đực do tương tác giữa gen bất dục S trên DNA ty thể
của tế bào và gen phục hồi rf trong nhân. Một dòng bất dục có
kiểu gen tế bào chất là S và kiểu gen trong nhân là gen lặn rf.
Gen điều kiển tính đực bình thường (N). Khi trong nhân có gen
trội Rf có khả năng phục hồi bất dục trong tế bào chất (S).
Srfrf: dòng CMS
Nrfrf: dòng duy trì
NRfRf: dòng phục hồi




Duy trì dòng bất dục
Dòng CMS (dòng A) x Dòng duy trì (dòng B)
Srfrf (Bất dục) Nrfrf (hữu dục)

Srfrf (Bất dục)

Dòng phục hồi

Dòng CMS (dòng A) x Dòng phục hồi (dòng B)
Srfrf (Bất dục) NRfRf (hữu dục)


SRfrf (hữu dục) con lai F1

C. KẾT LUẬN
• Di truyền tế bào chất có nhiều ứng dụng có ý nghĩa to lớn cho
sự phát triển và nghiên cứu của loài người cũng như trong công
cuộc tìm kiếm hài cốt của các liệt sĩ.
• Sự hiểu biết về hoạt động của các gen ty thể, lục lạp nằm trong
mối quan hệ phức tạp với bộ máy di truyền nhân góp phần phát
triển, hoàn thiện vấn đề tổ chức và điều hòa hoạt động của hệ
thống di truyền của tế bào và ứng dụng trong chọn giống.

• Tài liệu tham khảo:
• />ditruyen-nhiem-sac-the-va-di-truyen-ngoai-nhiem-sac-the-
11033/
• />4788/
• Giáo trình Di truyền học- NXB Nông nghiệp Hà Nội
• Bài giảng di truyền học của thầy Nguyễn Thanh Tuấn.

Cám ơn cô và các bạn đã lắng
nghe