Hàng ngày chúng ta vẫn thường nghe nói về hiện tượng đột biến gen nhưng không phải ai cũng hiểu rõ về vấn đề này. Vậy thì đột biến là gì? Bài viết sau đây của giamayhutbui.com sẽ cùng bạn trao đổi những thông tin cơ bản nhất về chúng. Đừng bỏ qua nhé!
Đột biến gen là gì?
Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen. Những biến đổi này thường sẽ có liên quan đến một (đột biến điểm) hoặc có thể là một vài cặp gen. Trong tự nhiên, các gen đều có thể xuất hiện tình trạng đột biến nhưng với tần số rất thấp (chỉ từ 10-6 hoặc 10-4). Tần số đột biến gen cũng có thể thay đổi tùy thuộc vào các tác nhân đột biến và độ bền của gen.
Những cá thể mang đột biến thường biểu hiện thành kiểu hình được gọi là thể đột biến. Trong điều kiện nhân tạo, nó có thể chủ động sử dụng các tác nhân gây đột biến để làm gia tăng tần số đột biến và định hướng vào 1 mẫu gen cụ thể để tạo ra những sản phẩm tốt phục vụ cho sản xuất và đời sống của con người.
Đột biến gen gồm những dạng nào? Nêu cụ thể
Có rất nhiều kiểu đột biến nhưng phổ biến nhất thì bao gồm các dạng như sau:
- Đột biến thay thế: Loại đột biến này chính là sự thay đổi của một cặp bazơ DNA dẫn đến việc thay thế một axit amin này với một axit amin khác trong protein do một gen đã tạo ra.
- Đột biến vô nghĩa: Một đột biến vô nghĩa cũng chính là một sự thay đổi trong một cặp cơ sở của DNA. Tuy nhiên, thay vì chúng thay thế một axit amin này cho một axit amin khác thì trình tự DNA lại bị thay đổi sớm báo hiệu cho tế bào ngừng xây dựng protein. Loại đột biến này sẽ dẫn đến một protein bị rút ngắn có thể hoạt động không đúng hoặc hoàn toàn không có sự hoạt động.
- Đột biến chèn: Đột biến này có thể làm thay đổi các số lượng cơ sở DNA trong gen bằng cách thêm vào một đoạn DNA. Kết quả là, protein do gen tạo ra có thể sẽ không hoạt động 1 cách bình thường.
- Đột biến xóa: Đột biến này sẽ làm thay đổi số lượng cơ sở DNA bằng cách loại bỏ bớt một đoạn DNA. Sự xóa bỏ nhỏ có thể loại bỏ một hoặc một vài cặp bazơ có trong gen, trong khi sự xóa bỏ lớn hơn có thể sẽ loại bỏ toàn bộ gen hoặc một số gen lân cận. DNA bị xóa có thể làm thay đổi các chức năng của những protein được tạo thành từ gen đó.
- Đột biến nhân bản: Sự nhân bản thường bao gồm một đoạn DNA được sao chép bất thường một hoặc là nhiều lần. Loại đột biến này có thể làm thay đổi các chức năng của protein tạo thành.
- Đột biến lệch khung: Loại đột biến này sẽ xảy ra khi việc bổ sung hoặc mất đi các cơ sở DNA làm thay đổi các khung đọc của gen. Khung đọc thường bao gồm các nhóm 3 bazơ mà mỗi nhóm mã hóa sẽ cho một axit amin. Một đột biến dịch chuyển khung sẽ làm thay đổi nhóm của các bazơ này và làm thay đổi mã cho các axit amin này. Protein được tạo thành thường sẽ không có bất cứ chức năng nào. Việc chèn, xóa hay sao chép đều có thể là đột biến dịch chuyển khung.
- Đột biến lặp lại mở rộng: Nucleotide lặp lại chính là các chuỗi DNA ngắn được lặp lại theo một số lần liên tiếp. Ví dụ, một lần lặp lại trinucleotide có thể được tạo thành từ trình tự 3 cặp bazơ và một lần lặp lại tetranucleotide được tạo thành từ trình tự của 4 cặp bazơ. Một mở rộng lặp lại sẽ là một đột biến làm gia tăng số lần mà các chuỗi ADN ngắn được lặp đi lặp lại. Loại đột biến này có thể khiến cho các protein tạo thành hoạt động không được bình thường.
Có những loại đột biến gen chính nào?
Hiện nay, đột biến gen có thể được phân thành hai loại chính đó là:
- Đột biến di truyền: Đột biến này sẽ được di truyền từ cha mẹ và hiện diện trong suốt cuộc đời của một người ở hầu hết các tế bào có trong cơ thể. Những đột biến này còn được gọi với cái tên là đột biến dòng mầm vì chúng nằm trong tế bào trứng hoặc tinh trùng của bố mẹ. Khi trứng và tế bào tinh trùng hợp nhất lại với nhau thì tế bào trứng được thụ tinh sẽ nhận được những DNA từ cả bố và mẹ. Nếu DNA này xuất hiện đột biến thì đứa trẻ lớn lên từ trứng được thụ tinh sẽ có các đột biến trong mỗi tế bào của mình.
- Đột biến mắc phải (hoặc gọi là soma): Sẽ xảy ra vào một thời điểm nào đó trong cuộc đời của một con người và sẽ chỉ có ở một số tế bào nhất định chứ không phải ở tất cả tế bào trong cơ thể. Những thay đổi này có thể được gây ra từ những yếu tố môi trường như bức xạ tia cực tím từ ánh sáng mặt trời hoặc có thể xảy ra nếu có lỗi khi DNA đang tự sao chép trong quá trình phân chia tế bào. Các đột biến có được trong tế bào xôma (tế bào không phải là tế bào tinh trùng và tế bào trứng) thì không thể truyền lại cho thế hệ sau.
Nguyên nhân gây ra đột biến gen là gì?
Nguyên nhân dẫn đến đột biến gen có thể là từ các đột biến phát sinh một cách tự phát ở tần số rất thấp do sự không ổn định về mặt hóa học của các base purine, pyrimidine và do những lỗi xảy ra trong quá trình sao chép DNA.
Sự tiếp xúc tự nhiên của bất cứ một sinh vật nào với các yếu tố môi trường nhất định như là ánh sáng cực tím (mặt trời) và chất gây ung thư hóa học (ví dụ nh aflatoxin B1) cũng có thể gây ra các đột biến gen.
Một nguyên nhân phổ biến nữa của đột biến điểm tự phát chính là sự khử amin của cytosine uracil trong DNA xoắn kép. Sự sao chép tiếp theo có thể dẫn đến một tế bào con đột biến, trong đó, một cặp cơ sở T-A sẽ thay thế cặp cơ sở C-G kiểu bình thường.
Một nguyên nhân khác của đột biến tự phát là do phát sinh lỗi trong quá trình sao chép DNA. Mặc dù việc nhân bản thường được thực hiện với độ chính xác rất cao nhưng đôi khi vẫn xảy ra lỗi.
Cơ chế phát sinh của đột biến gen là gì?
– Sự kết cặp không đúng trong các tái bản ADN: Các bazơ nitơ thường sẽ tồn tại 2 dạng cấu trúc là dạng thường và dạng hiếm. Các dạng hiếm thường có những vị trí liên kết hidro bị thay đổi dẫn đến chúng có thể bắt cặp sai và khi tái bản thường gây ra đột biến.
– Tác động của những tác nhân gây đột biến sẽ là:
+ Tác nhân vật lí: Những tia UV có thể làm cho 2 timin đứng cạnh nhau trên cùng 1 mạch liên kết với nhau dẫn đến các đột biến gen.
+ Tác nhân hoá học: 5BU là một chất đồng đẳng của timin, gây đột biến thay thế cặp A – T bằng chính cặp G – X.
+ Tác nhân sinh học: Dưới sự tác động của một số loại virus như là virut Hecpet, virus viêm gan B, … thì cũng có thể gây ra đột biến.
Ý nghĩa của đột biến gen đối với con người?
Đột biến gen có vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống con người. Cụ thể như sau:
Đối với sự tiến hóa
Đột biến sẽ gen làm xuất hiện các alen khác nhau để cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa của sinh vật nhằm tạo nên nguồn biến dị di truyền chủ yếu cho quá trình phát triển và tiến hóa.
Đối với thực tiễn
Đột biến gen cũng cung cấp nguồn nguyên liệu phong phú cho quá trình tạo giống. Chính vì vậy, ở một số đối tượng như là vi sinh vật và thực vật, các nhà khoa học cũng thường chủ động sử dụng các tác nhân đột biến để có thể tạo ra các giống mới nhằm gia tăng năng suất.
Đột biến gen xảy ra vào thời điểm nào?
Theo nghiên cứu của các chuyên gia thì đột biến gen thường xảy ra vào thời điểm mà những ADN đang dãn xoắn để nhân đôi ADN trong pha S của chu kì của 1 tế bào.
Chắc hẳn những thông tin hữu ích trên đây đã giúp bạn đọc hiểu được đột biến gen là gì cũng như kiểu đột biến gen phổ biến nhất. Nếu còn điều gì thắc mắc cần được hỗ trợ giải đáp, vui lòng để lại bình luận để chúng tôi có thể trả lời sớm nhất nhé!
