Liên kết gen và hoán vị gen

I. Liên kết gen

1. Thí nghiệm của Morgan trên ruồi giấm

P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn

F1: 100% thân xám, cánh dài

Lấy con đực ở F1 thân xám, cánh dài x con cái thân đen, cánh ngắn

Fa: 1 xám, dài : 1 đen, ngắn

2. Giải thích kết quả phép lai thuận

- Đời F1 cho kết quả 100% ruồi thân xám, cánh dài => thân xám là trội so với thân đen, cánh dài là trội hơn so với cánh ngắn. P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản à F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai với đồng hợp lặn (đen, ngắn) sẽ cho tỉ lệ: 1: 1: 1: 1. nhưng F1 cho tỉ lệ 1: 1. --> F1 chỉ tạo 2 loại giao tử

- Điều này được giải thích bằng hiện tượng liên kết gen: 2 cặp gen quy định 2 cặp tính trạng cùng nằm trên một cặp NST tương đồng (gen quy định tính trạng màu thân và hình dạng cánh nằm trên cùng 1 NST) →chúng sẽ liên kết nhau trong di truyền.

- Các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau gọi là hiện tượng liên kết gen. Nhóm các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau gọi là nhóm gen liên kết. Số lượng nhóm liên kết của 1 loài = số lượng NST đơn bội.

Ví dụ: một loài có bộ NST 2n = 24 → loài trên có 12 nhóm gen liên kết

3. Sơ đồ lai

P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn

F1: 100% thân xám, cánh dài

Lai phân tích thuận

Fb (đực) thân xám, cánh dài x con cái thân đen, cánh ngắn

F2: 1 xám, dài: 1 đen, ngắn

II. Hoán vị gen

1. Thí nghiệm của Morgan và hiện tượng HVG

P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn

F1: 100% thân xám, cánh dài

Lấy con cái ở F1 thân xám, cánh dài x con đực thân đen, cánh ngắn

F2: 965 con xám, dài (41,5 %) : 944 con đen, ngắn → (41,5 %)

206 n xám, ngắn à (8,5 %) : 185 con đen, dài → (8,5 %)

2. Giải thích – cơ sở tế bào học của hiện tượng

- F1: 100% xám, dài à xám, dài là tính trạng trội so với đen, ngắn

P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản → F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai với đồng hợp lặn (đen, ngắn) sẽ cho tỉ lệ: 1: 1: 1: 1 nhưng F1 cho tỉ lệ: 965: 944: 206: 185 và có biến dị tổ hợp (xám, ngắn và đen, dài).

Điều này được giải thích bằng hiện tượng hoán vị gen:

- Trong quá trình phân bào, ở kỳ trước 1 của quá trình giảm phân đã xảy ra hiện tượng bắt chéo giữa 2 crômatit khác nguồn trong 4 crômatit của cặp NST kép tương đồng. Sau đó ở một vài tế bào đôi khi xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn làm cho các gen trên 2 đoạn NST cũng trao đổi chỗ cho nhau à hoán vị gen

• Ví dụ: Trong cơ quan sinh dục của một loài có 100 tế bào tiến hành giảm phân, trong đó có 20 tế bào có xảy ra trao đổi chéo. Tính tần số hoán vị gen?

- 1 tế bào mẹ qua giảm phân tạo được 4 tế bào con => 100 tế bào giảm phân tạo thành 400 giao tử

- 1 tế bào xảy ra hoán vị sẽ tạo được 2 loại giao tử hoán vị => 20 tế bào hoán vị sẽ tạo được 40 giao tử hoán vị

- Vậy, tần số hoán vị gen:

- Giả sử tất cả 100 tế bào cùng xảy ra trao đổi chéo thì tần số cũng chỉ đạt 50% mà thôi.

- Tần số hoán vị gen dao động từ 0 à 50%, 2 gen nằm gần nhau thì tần số trao đổi chéo càng thấp

- Tần số hoán vị không bao giờ vượt quá 50% vì hiện tượng trao đổi chéo chỉ xảy ra giữa 2 trong 4 crômatit trong cặp NST kép tương đồng.

3. Sơ đồ lai

P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn

F1: 100% thân xám, cánh dài

Lai phân tích nghịch

Fb (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn

F2: 965 con xám, dài → (41,5 %) 944 con đen, ngắn → (41,5 %)

206 n xám, ngắn → (8,5 %) 185 con đen, dài → (8,5 %)

4. Kết luận

- Do các gen có xu hướng liên kết hoàn toàn nên hiện tượng hoán vị gen ít xảy ra.

- Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp

- Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết và khoảng cách tương đối của các gen.

III. Ý nghĩa của hiện tượng liên kết gen và hoán vị gen

- Liên kết gen hoàn toàn đảm bảo sự di truyền ổn định của nhóm tính trạng quý.

- Hoán vị gen làm tăng số biến dị tổ hợp, tạo ra nhóm gen liên kết quý, là cơ sở để lập bản đồ di truyền.

- Bản đồ di truyền là sơ đồ phân bố các gen trên NST của một loài. Khi lập bản đồ di truyền cần phải xác định số nhóm gen liên kết cùng với việc xác định trình tự và khoảng cách phân bố của các gen trong nhóm gen liên kết trên NST. Khoảng cách giữa các gen trên NST được tính bằng đơn vị cM (centiMorgan) [1cM = 1%]