Liên kết di truyền: Các loại, nhóm và đặc điểm của liên kết di truyền

Đọc bài viết này để tìm hiểu về liên kết di truyền: Các loại, nhóm và đặc điểm của liên kết di truyền!

Liên kết là hiện tượng một số gen nhất định tồn tại cùng nhau trong quá trình di truyền qua các thế hệ mà không có bất kỳ thay đổi hay tách biệt nào do chúng có mặt trên cùng một nhiễm sắc thể. Liên kết lần đầu tiên được đề xuất bởi Sutton và Boveri (1902-1903) khi họ đưa ra lý thuyết di truyền nhiễm sắc thể nổi tiếng của người Hồi giáo.

Hình ảnh lịch sự: mun.ca/biology/scarr/MGA2-9-3a_smc.jpg

Bateson và Punnet (1906) khi làm việc trên Sweet Pea đã phát hiện ra rằng các yếu tố cho một số nhân vật nhất định không thể hiện sự phân loại độc lập. Sau đó, họ lập luận rằng vì Sweet Pea chỉ có một vài cặp nhiễm sắc thể tương đồng, một nhiễm sắc thể phải có một số yếu tố cần được truyền cùng nhau.

Chính Morgan (1910) đã chứng minh rõ ràng và xác định mối liên kết trên cơ sở các thí nghiệm nhân giống của mình trong Drosophila melanogaster. Năm 1911, Morgan và Castle đề xuất lý thuyết liên kết nhiễm sắc thể. Nó nói rằng

(i) Các gen liên kết xảy ra trong cùng một nhiễm sắc thể.

(ii) Chúng nằm trong một chuỗi tuyến tính trong nhiễm sắc thể.

(iii) Có xu hướng duy trì sự kết hợp gen của cha mẹ ngoại trừ các trường hợp chéo thường xuyên.

(iv) Độ mạnh của mối liên kết giữa hai gen tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai gen, tức là hai gen liên kết cho thấy tần số lai chéo cao hơn nếu khoảng cách giữa chúng cao hơn và tần số thấp hơn nếu khoảng cách nhỏ.

Các gen liên kết là những gen xảy ra trên cùng một nhiễm sắc thể trong khi các gen không liên kết là những gen được tìm thấy trên các nhiễm sắc thể khác nhau. Các gen liên kết và không liên kết có thể dễ dàng được biết đến từ các thí nghiệm nhân giống. Các gen không liên kết cho thấy các loại độc lập, tỷ lệ di-lai là 9: 3: 3: 1 và tỷ lệ lai di-lai hoặc thử nghiệm kép là 1: 1: 1: 1 với hai loại bố mẹ và hai loại tái tổ hợp.

Các gen liên kết không cho thấy sự phân loại độc lập mà vẫn tồn tại cùng nhau và được thừa hưởng khối en chỉ tạo ra kiểu con cái của bố mẹ. Họ cho tỷ lệ di-hybrid là 3: 1 và tỷ lệ chéo thử nghiệm là 1: 1.

Tỷ lệ di-lai của hai gen liên kết

Các loại liên kết:

Liên kết có hai loại, đầy đủ và không đầy đủ.

1. Liên kết hoàn chỉnh (Morgan, 1919):

Các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể không tách rời và được di truyền cùng nhau qua các thế hệ do không có sự giao thoa. Liên kết hoàn chỉnh cho phép kết hợp các đặc điểm của cha mẹ được di truyền như vậy. Nó là hiếm nhưng đã được báo cáo ở nam Drosophila và một số sinh vật dị thể khác.

Ví dụ 1:

Một con Drosophila giống thuần chủng có mắt đỏ (loại hoang dã) được lai với con đực có mắt màu tím đồng hợp tử và con đực có cánh. Các cá thể thế hệ con hoặc F ₁ có mắt đỏ dị hợp tử và có cánh bình thường. Khi con đực F ₁ được thử nghiệm chuyển sang con cái lặn đồng hợp tử (mắt tím và cánh di tích), chỉ có hai loại cá thể được tạo ra có màu đỏ mắt đỏ có cánh bình thường và mắt màu tím có cánh theo tỷ lệ 1: 1 (chỉ có kiểu hình bố mẹ). Tương tự trong quá trình cận huyết của các cá thể F ₁, các loại tái tổ hợp không có. Trong thực tế, tỷ lệ kiểm tra 1: 1 này không bao giờ đạt được vì tổng liên kết là rất hiếm.

Ví dụ 2:

Ở Drosophila, gen của cơ thể màu xám và đôi cánh dài chiếm ưu thế so với cơ thể màu đen và cánh (vết ngắn). Nếu ruồi Drosophila (GL / GL) có thân màu xám thuần chủng được lai với ruồi giấm có thân màu đen (gl / gl), thì F ₂ cho thấy tỷ lệ 3: 1 của kiểu hình bố mẹ (3 thân màu xám có cánh dài và một thân màu đen di tích có cánh).

Điều này được giải thích bằng cách giả sử rằng các gen có màu cơ thể và chiều dài cánh được tìm thấy trên cùng một nhiễm sắc thể và hoàn toàn liên kết với nhau.

2. Liên kết không đầy đủ:

Các gen có trong cùng một nhiễm sắc thể có xu hướng phân tách do lai chéo và do đó tạo ra thế hệ con tái tổ hợp bên cạnh kiểu bố mẹ. Số lượng cá thể tái tổ hợp thường ít hơn số lượng dự kiến ​​trong phân loại độc lập. Trong phân loại độc lập, tất cả bốn loại (hai loại bố mẹ và hai loại tái tổ hợp) mỗi loại 25%. Trong trường hợp liên kết, mỗi loại trong số hai loại cha mẹ là hơn 25% trong khi mỗi loại tái tổ hợp là ít hơn 25%.

Ví dụ 1:

Một con Drosophila có đôi mắt đỏ bình thường có cánh hoặc kiểu hoang dã trội Drosophila được lai với con đực có mắt màu tím đồng tính và mắt có cánh. Các cá thể con hoặc F ₁ có mắt đỏ dị hợp tử và có cánh bình thường. Ruồi cái F ₁ được thử nghiệm lai với những con đực lặn đồng hợp tử. Nó không mang lại tỷ lệ 1: 1: 1: 1. Thay vào đó, tỷ lệ này là 9: 1: 1: 8. Điều này cho thấy hai gen không phân tách độc lập với nhau. Dữ liệu thu được bởi Bridges (1916) như sau:

Chỉ có 9, 3% loại tái tổ hợp được quan sát, khác hẳn với 50% tái tổ hợp trong trường hợp phân loại độc lập. Điều này cho thấy trong các tế bào trứng của F ₁, thế hệ chỉ có một số nhiễm sắc thể trải qua quá trình trao đổi chéo trong khi phần lớn được bảo tồn nguyên vẹn. Điều này tạo ra 90, 7% các kiểu cha mẹ trong thế hệ con cháu.

Ví dụ 2:

Trong Sweet Pea (Lathyrusodoratus) màu hoa xanh lam (B) chiếm ưu thế so với màu hoa đỏ (b) trong khi tính trạng của phấn hoa dài (L) chiếm ưu thế so với phấn hoa tròn (1). Một cây đậu ngọt dị hợp tử cho cả màu hoa xanh và phấn hoa dài (BbLl) được lai với cây hoa đỏ lặn đôi với phấn hoa tròn (bbll). Nó tương tự như thử nghiệm chéo. Trong trường hợp gen của hai tính trạng không được liên kết, thế hệ con cháu nên có bốn kiểu hình (Blue Long, Blue Round, Red Long và Red Round) theo tỷ lệ 1: 1: 1: 1 (mỗi loại 25%). Trong trường hợp hai gen được liên kết hoàn toàn, thế hệ con cháu nên có cả hai loại bố mẹ (Blue Long và Red Round) theo tỷ lệ 1: 1 (mỗi loại 50%).

Tái tổ hợp không nên xuất hiện. Tuy nhiên, trong phép lai Bateson và Punnett (1906) ở trên đã tìm thấy cả hai loại bố mẹ và tái tổ hợp nhưng với tần số khác nhau theo tỷ lệ 7: 1: 1: 7. (7 + 7 Loại tái tổ hợp của cha mẹ và 1 + 1).

Chỉ có 12, 6% loại tái tổ hợp được quan sát so với tỷ lệ dự kiến ​​là 50% trong trường hợp phân loại độc lập. Do đó, các gen được liên kết nhưng trải qua quá trình tái tổ hợp do lai trong một số trường hợp.

Ví dụ 3:

Morgan và các sinh viên của mình đã phát hiện ra rằng các gen liên kết cho thấy sự tái tổ hợp khác nhau, một số được liên kết chặt chẽ hơn các gen khác, (i) Ở Drosophila, lai giữa thân màu vàng (Y) và con mắt trắng (W) với mắt nâu (Y ⁺ ) (W ⁺ ) con đực tạo ra F ₁ có màu nâu đỏ mắt đỏ. Khi xen kẽ các thế hệ F ₁, Morgan nhận thấy rằng hai gen không phân tách độc lập với nhau và do đó, tỷ lệ F ₂ đã sai lệch đáng kể so với tỷ lệ 9: 3: 3 dự kiến. Ông tìm thấy 98, 7% là cha mẹ và chỉ 1, 3% tái tổ hợp (Hình 5.18). (ii) Trong một con lai thứ hai ở Drosophila giữa con đực mắt trắng và con nhỏ có cánh (wwmm) với kiểu hoang dã hoặc con đực mắt đỏ có cánh bình thường (w ⁺ w ⁺ m ⁺ m ⁺ ), tất cả F ₁ đều được tìm thấy thuộc loại hoang dã, tức là mắt đỏ và cánh bình thường. Một con ruồi cái F ₁ sau đó đã được thử nghiệm lai với con đực mắt trắng và cánh nhỏ. 62, 8% con cháu thuộc loại bố mẹ trong khi 37, 2% là con tái tổ hợp (Hình 5.19).

Các nhóm liên kết:

Một nhóm liên kết là một nhóm các gen liên kết được sắp xếp tuyến tính thường được di truyền cùng nhau ngoại trừ việc lai chéo.

Nó tương ứng với một nhiễm sắc thể mang một chuỗi các gen liên kết và di truyền với nhau. Bởi vì hai nhiễm sắc thể tương đồng. Không có gen tương tự hoặc allelic trên cùng một locus, chúng tạo thành cùng một nhóm liên kết. Do đó, số lượng nhóm liên kết có trong một cá thể tương ứng với số lượng nhiễm sắc thể trong một bộ gen của nó (tất cả các nhiễm sắc thể nếu đơn bội hoặc cặp tương đồng nếu lưỡng bội). Nó được gọi là nguyên tắc giới hạn của các nhóm liên kết.

Drosophila melanogaster ruồi giấm có bốn nhóm liên kết (4 cặp nhiễm sắc thể), con người 23 nhóm liên kết (23 cặp nhiễm sắc thể), nhóm liên kết bảy hạt đậu (7 cặp nhiễm sắc thể), nhóm liên kết 7 nhiễm sắc thể (7 nhiễm sắc thể), Mucor các nhóm liên kết (2 nhiễm sắc thể), Escherichia coli một nhóm liên kết (một pro-nhiễm sắc thể hoặc nucleoid) trong khi Maize có 10 nhóm liên kết (10 cặp nhiễm sắc thể).

Kích thước của nhóm liên kết phụ thuộc vào kích thước của nhiễm sắc thể. Nhiễm sắc thể nhỏ hơn sẽ tự nhiên có nhóm liên kết nhỏ hơn trong khi một nhiễm sắc thể dài hơn có nhóm liên kết dài hơn. Điều này phụ thuộc vào lượng heterochromatin có trong nhiễm sắc thể. Do đó, nhiễm sắc thể Y của con người sở hữu 231 gen trong khi nhiễm sắc thể 1 của con người có 2969 gen.

bởi vì nó không cho phép chúng tự do mang tất cả các tính trạng mong muốn trong một giống, (v) Nó làm loãng việc sử dụng các tính trạng mong muốn nếu những thứ không mong muốn cũng có mặt trên cùng một nhóm liên kết, ví dụ, hạt thấp và hạt trần hoặc hạt mờ và ginning cao trong Bông Mỹ, (vi) Các gen đánh dấu hoặc gen biểu hiện tác dụng của chúng trong sự tăng trưởng sớm có thể chỉ ra tác động của một gen liên kết là biểu hiện muộn, ví dụ, lamina lượn sóng và panicle lớn hơn trong Millet

Liên kết giới tính hoặc Kế thừa liên kết giới tính:

Liên kết giới tính hoặc di truyền liên kết giới tính là việc truyền các ký tự và gen xác định của chúng cùng với các gen xác định giới tính được sinh ra trên nhiễm sắc thể giới tính và do đó, được di truyền cùng nhau từ thế hệ này sang thế hệ tiếp theo. Nhiễm sắc thể Y của con đực mang ít gen hơn cùng với TDF. Nhiễm sắc thể X phổ biến ở nam và nữ mang một số gen.

Tất cả các nhân vật liên kết giới tính cho thấy thừa kế chéo. Nó được phát hiện bởi Morgan (1910) khi ông nghiên cứu sự di truyền của tính trạng màu mắt đỏ trắng (định vị gen trên nhiễm sắc thể). Hai bệnh quan trọng liên quan đến giới tính của con người là bệnh tan máu và mù màu.

Đặc điểm liên kết giới tính:

Chúng là những đặc điểm của các gen xác định được tìm thấy trên nhiễm sắc thể giới tính. Tất cả các đặc điểm liên kết giới tính có trên nhiễm sắc thể giới tính được di truyền cùng nhau.

Giới tính giới hạn:

Chúng là những đặc điểm tự phát được thể hiện ở một giới tính cụ thể để đáp ứng với hormone giới tính mặc dù gen của chúng cũng xảy ra ở giới tính khác, ví dụ như tiết sữa ở con cái có vú, hói đầu ở nam giới. Các gen cho chứng hói đầu hoạt động như một sự thống trị tự phát ở nam giới và sự thoái hóa tự phát ở nữ giới.

Đặc điểm ảnh hưởng đến tình dục:

Các đặc điểm không phải do gen đặc biệt mà là sản phẩm phụ của hormone giới tính, ví dụ như giọng nói trầm, râu, ria mép. Ở nam giới, chứng hói đầu có liên quan đến cả gen tự phát cũng như sự tiết quá nhiều testosterone.

Đặc điểm của thừa kế liên kết giới tính:

1. Đó là sự thừa kế chéo. Cha không vượt qua các alen liên kết giới tính của một đặc điểm cho con trai mình. Điều tương tự cũng được truyền cho con gái, từ đó nó đến được cháu trai, tức là hoành. Đó là bởi vì con đực chỉ có một nhiễm sắc thể X được truyền sang con cái. Chỉ có nhiễm sắc thể Y của người cha được truyền sang con cái nhưng nhiễm sắc thể giới tính này không mang nhiều alen.

2. Mẹ truyền các alen của các đặc điểm liên kết giới tính cho cả con trai và con gái.

3. Đa số các đặc điểm liên kết giới tính là lặn.

4. Đặc điểm liên kết giới tính rõ ràng hơn ở nam so với nữ.

5. Vì nhiều đặc điểm liên kết giới tính có hại, nam giới chịu nhiều rối loạn liên kết giới tính.

6. Nữ giới thường hoạt động như những người mang các rối loạn liên kết giới tính vì các gen lặn có thể tự biểu hiện ở nữ giới chỉ ở trạng thái đồng hợp tử.

7. Đặc điểm chi phối bởi các gen lặn liên kết giới tính (a) Tạo ra các rối loạn ở nam nhiều hơn ở nữ, (b) Thể hiện ở nam ngay cả khi được đại diện bởi một alen đơn lẻ vì nhiễm sắc thể Y không mang bất kỳ alen tương ứng nào, (c ) Hiếm khi xuất hiện ở cả cha và con trai. . con trai

8. Đặc điểm chi phối bởi các gen trội liên kết giới tính (a) Tạo ra các rối loạn ở con cái thường xuyên hơn so với con đực, (b) Tất cả con cái sẽ biểu hiện chúng nếu cha sở hữu giống nhau, (c) Không được truyền sang con trai nếu mẹ không trưng bày chúng.