Mục lục
Đột biến gen là phần kiến thức khá quan trọng trong chương trình phổ thông. Để tìm hiểu sâu hơn về khái niệm đột biến gen và biết được những hậu quả của đột biến gen với sinh vật, Kiến đã biên soạn và gửi tới các em bài viết này. Mời các em theo dõi.
Thế nào là đột biến gen
Chúng ta cùng nhau tìm hiểu về khái niệm và các dạng đột biến gen trong thực tế để trả lời cho câu hỏi “ Thế nào là đột biến gen?” nhé.
Khái niệm
Đột biến gen là những thay đổi vĩnh viễn trong trình tự ADN tạo nên gen mới, sao cho đoạn trình tự này khác so với đoạn trình tự mà phần đông mọi người có. Các đột biến thay đổi về kích thước có thể tác động lên bất kì vị trí nào trong ADN, từ một cặp base cho đến một đoạn lớn của nhiễm sắc thể gồm nhiều gen.
Các loại đột biến gen
Có rất nhiều cách thay đổi các đoạn trình tự ADN. Các đột biến gen tác động rất đa dạng lên sức khỏe phụ thuộc vào vị trí đột biến, đột biến có làm thay đổi chức năng của các protein thiết yếu hay không. Có rất nhiều kiểu đột biến, bao gồm các dạng như sau:
Đột biến thay thế: Đột biến làm thay đổi vị trí của một cặp base dẫn đến tạo ra một protein thay thế axit amin ban đầu được tạo ra bởi gen.
Đột biến vô nghĩa: Đột biến vô nghĩa cũng là dạng làm thay đổi vị trí cặp một cặp base trong ADN nhưng thay vì tạo ra axit thay thế cho axit amin ban đầu thì đoạn trình tự ADN thay thế sẽ đưa ra tín hiệu đến tế bào làm dừng quá trình tổng hợp ra 1 protein. Dạng đột biến này làm protein bị ngắn đi không thực hiện chức năng một cách hợp lý hoặc không thể thực hiện các hoạt động chức năng.
Đột biến chèn: Đột biến chèn làm thay đổi số lượng các cặp base của một gen bằng cách chèn thêm vào một đoạn ADN. Kết quả là protein được tạo ra bởi gen không thực hiện chức năng thích hợp.
Đột biến mất điểm: Đột biến mất điểm thay đổi số lượng các cặp base của ADN bằng cách loại bỏ đi một đoạn ADN. Đột biến mất điểm nhỏ có thể xóa bỏ một hoặc một vài cặp base trong một gen, trong khi đột biến mất đoạn lớn có thể xóa bỏ toàn bộ một gen hoặc một vài gen lân cận. ADN bị mất điểm có thể tổng hợp nên protein bị thay đổi chức năng.
Đột biến lặp đoạn: Đột biến lặp đoạn khi một đoạn của ADN bị sao chép một cách bất thường một hoặc nhiều lần. Dạng đột biến này có thể thay đổi chức năng của protein được tạo ra do gen đột biến.
Đột biến dịch khung: Đột biến này xảy ra khi ADN bị chèn thêm hoặc mất đi các cặp base làm thay đổi khung đọc của gen. Khung đọc chứa các bộ ba mã hóa, mỗi bộ ba mã hóa cho một axit amin. Đột biến khung làm dịch vị những bộ ba mã hóa này và thay đổi mã hóa cho các axit amin. Các protein được tạo ra thường sẽ không có chức năng. Đột biến chèn, mất điềm và đột biến sao chép đều là những đột biến dịch khung.
Đột biến lặp lại mở rộng: Đột biến lặp lại mở rộng là đột biến một đoạn trình tự ADN ngắn được lặp lại liên tục nhiều lần. Ví dụ như, việc lặp lại một trinucleotide được cấu tạo bởi đoạn trình tự gồm 3 cặp base và việc lặp lại tetranucleotide được cấu tạo bởi đoạn trình tự gồm 4 cặp base. Đột biến mở rộng lặp lại là đột biến làm tăng số lượng nhân lên của đoạn trình tự ADN ngắn. Dạng đột biến này có thể tạo ra những protein thực hiện sai chức năng.
Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gen
a. Nguyên nhân
– Do những sai sót ngẫu nhiên trong phân tử ADN xảy ra trong quá trình tự nhân đôi của ADN.
– Tác động của các tác nhân vật lí, hóa học và sinh học của môi trường.
– Đột biến có thể phát sinh trong điều kiện tự nhiên hay do con người tạo ra (đột biến nhân tạo)
b. Cơ chế phát sinh đột biến gen
*. Sự kết cặp không đúng trong tái bản ADN:
– Các bazơ nitơ thường tồn tại 2 dạng cấu trúc: dạng thường và dạng hiếm. Các dạng hiếm có những vị trí liên kết hidro bị thay đổi làm cho chúng kết cặp không đúng trong tái bản làm phát sinh đột biến gen
TD: Guanin dạng hiếm (G*) kết cặp với timin trong tái bản gây biến đổi thay thế G –X ◊ T-A
– Sai hỏng ngẫu nhiên: TD liên kết giữa cacbon số 1 của đường pentose và ađênin ngẫu nhiên bị đứt → đột biến mất adenin.
*. Tác động của các tác nhân gây đột biến:
– Tác nhân vật lý: tia tử ngoại (tạo ra 2 phân tử timin trên cùng 1 mạch ADN →đột biến gen)
– Tác nhân hóa học: chất 5-brom uraxin (5BU) là chất đồng đẳng của timin gây biến đổi thay thế A-T → G-X
– Tác nhân sinh học: Virus viêm gan siêu vi B, virus Herpes …→ đột biến gen.
Hậu quả và ý nghĩa của đột biến gen
Đột biến gen là hiện tượng biến đổi trên sinh vật mang cả ưu điểm và nhược điểm về mặt sinh học. Các em cùng Kiến tìm hiểu về những hậu quả và ý nghĩa của đột biến gen nhé.
Hậu quả đột biến gen
Trong quá trình tiến hóa: Đột biến gen ở người và động vật có thể sẽ giúp cơ thể trở nên khỏe mạnh hơn, nâng cao được sức sống và khả năng đề kháng với các loại bệnh tật. Đồng thời, đây cũng là nguyên liệu vô cùng quan trọng trong quá trình chọn lọc tự nhiên cũng như tiến hóa.
Trong quy trình chọn giống: Đột biến gen có thể sẽ trở thành nguồn nguyên liệu quan trọng cho việc chọn giống. Đặc biệt là khi thông qua quy trình đột biến nhân tạo, con người có thể sẽ tạo ra được những loài động, thực vật mới có nhiều ưu điểm và đặc tính tốt hơn so với giống cũ.
Vai trò và ý nghĩa của đột biến gen
Vai trò của đột biến gen
Sự biến đổi trong cấu trúc phân tử của các mã gen có thể sẽ dẫn đến những biến đổi trong cấu trúc của loại protein mà nó đang mã hoá, cuối cùng có thể sẽ dẫn đến biến đổi ở kiểu hình.
Các đột biến gen sẽ biểu hiện ra kiểu hình thường là có tác hại cho bản thân sinh vật vì chúng làm phá vỡ sự thống nhất hài hoà bên trong kiểu gen đã qua chọn lọc tự nhiên và duy trì lâu hơn trong điều kiện sống tự nhiên, có thể gây ra những rối loạn trong quá trình tổng hợp các prôtêin.
Đa số tình trạng đột biến gen sẽ tạo ra các gen lặn. Chúng sẽ chỉ biểu hiện ra các kiểu hình khi ở thể đồng hợp và trong điều kiện môi trường thích hợp nhất. Thông qua quá trình giao phối, nếu gặp phải tổ hợp gen thích hợp, một đột biến vốn là có hại cho cơ thể rất có thể sẽ trở thành có lợi. Trong thực tiễn, người ta vẫn có thể gặp phải những đột biến tự nhiên và nhân tạo. Ví dụ như có lợi cho bản thân sinh vật (đột biến làm tăng cường khả năng chịu hạn và chịu rét ở cây lúa…) và cho cả con người.
Ý nghĩa của đột biến gen
Đột biến gen hoàn toàn có thể gây ra cả những tác hại tốt cũng như là xấu đối với vật chủ, tùy vào từng trường hợp cụ thể khác nhau. Đột biến gen có ý nghĩa quan trọng trong cả tiến hóa và chọn giống do nó tạo ra rất nhiều alen mới, từ đó tạo ra những kiểu hình mới hơn.
- Trong quá trình tiến hóa: Đột biến gen ở người và động vật có thể sẽ giúp cơ thể trở nên khỏe mạnh hơn, nâng cao được sức sống và khả năng đề kháng với các loại bệnh tật. Đồng thời, đây cũng là nguyên liệu vô cùng quan trọng trong quá trình chọn lọc tự nhiên cũng như tiến hóa.
- Trong quy trình chọn giống: Đột biến gen có thể sẽ trở thành nguồn nguyên liệu quan trọng cho việc chọn giống. Đặc biệt là khi thông qua quy trình đột biến nhân tạo, con người có thể sẽ tạo ra được những loài động, thực vật mới có nhiều ưu điểm và đặc tính tốt hơn so với giống cũ.
Kết luận
Kiến hy vọng qua bài viết trên đây, các em đã nắm thật chắc các kiến thức liên quan đến đột biến gen và hậu quả của đột biến gen. Hãy theo dõi các bài học tiếp theo để nhận thêm nhiều tài liệu, kiến thức bổ ích từ Kiến nhé. Chúc các em học bài và ôn tập thật tốt!
