Nhiễm sắc thể (NST), ADN, Gen là cơ sở căn bản của sự truyền đạt sự sống trên Trái đất, nhưng lại là khối kiến thức ra đời và hoàn thiện sau cùng nhất so với các lĩnh vực khác. Do kích thước quá nhỏ bé để con người có thể trực tiếp tri giác và tìm hiểu.
Kế thừa chương trình Sinh học Phổ thông, bước đầu ta có thể mô tả khái quát quá trình truyền đạt thông tin di truyền trong thế giới sống như sau: Thông tin về cách thành lập các tính trạng/kiểu hình của mỗi cá thể được ghi chép lại theo chuỗi liên tiếp có trình tự xác định các mã bộ ba nucleotit gọi là các gen. Mỗi cá thể có bao nhiêu tính trạng thì có bấy nhiêu gen để lưu trữ lại thông tin. Các gen sắp xếp trên ADN, các ADN lại kết hợp với các protein histon (Kiềm tính) để đạt tới cấu trúc chặt chẽ hơn là các NST.
Mỗi nhiễm sắc thể gồm hai nhiễm sắc tử chị em (Một của bố, một của mẹ) gắn với nhau tại tâm động. Mỗi khi cần thực hiện phản ứng nào hoặc biểu hiện tính trạng nào thì các thông tin từ gen trên ADN sẽ được sao chép lại (phiên mã) sang các mARN để tổng hợp nên các protein tương ứng - Hình thành các đặc điểm tính trạng được ghi chép trên gen một cách chính xác nhất.
Sự tái bản ADN theo nguyên tắc bán bảo toàn khiến cho thông tin di truyền được truyền đạt chính xác, ổn định qua các thế hệ tế bào, giúp cơ thể phát triển trong sự thống nhất và ổn định về mặt di truyền.
Nghiên cứu của sinh học hiện đại cho thấy, không phải tất cả các trình tự bộ ba trên một gen đều tham gia vào việc mã hóa protein. Các đoạn mang thông tin di truyền (intron) nằm xen kẽ với các đoạn không mang thông tin di truyền (exon) trên mỗi gen và trên toàn chuỗi ADN. Đây là nguồn nguyên liệu to lớn cho tiến hóa và biến dị, điều vẫn còn là bí mật mà các nhà khoa học chưa hiểu hết được.
Mỗi kiểu gen sẽ quy định một kiểu biểu hiện của tính trạng. Mỗi tính trạng lại có từ một đến nhiều biểu hiện (kiểu hình) khác nhau. Trội, lặn, trung tính, v.v...Việc xác định đâu là tính trạng trội, đâu là tính trạng lặn, ... phụ thuộc vào việc nghiên cứu kiểu gen quy định chúng. Còn việc giải thích sự biểu hiện của tính trạng thì phải kết hợp xem xét thêm sự tương tác của các gen có liên quan đến sự biểu hiện đó - Do phần lớn các tính trạng ở sinh vật không đơn giản được quy định chỉ bởi một gen duy nhất (hiện tượng đa gen). Việc tương tác giữa các gen alen và không alen, giữa các gen liên kết,...trong cơ thể là hết sức phức tạp.
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, sự biến đổi về kiểu hình một cách bất thường, dị biệt của mỗi cá thể hoặc của thế hệ sau so với thế hệ trước được gọi là Biến dị. Những biến đổi xuất hiện đồng loạt ở các cá thể sinh sống trong cùng một quần thể dưới tác động chủ yếu của môi trường và không di truyền cho thế hệ sau được gọi là thường biến.
Ngược lại, các biến dị sinh ra do sự biến đổi của vật chất di truyền ở cấp độ phân tử và tế bào thì sẽ được di truyền lại cho thế hệ sau - Một loại là các biến dị xảy ra do sự tái tổ hợp lại vật chất di truyền thông qua quá trình giảm phân và thụ tinh ở bố mẹ - gọi là Biến dị tổ hợp. Một loại là các biến dị phát sinh do các yếu tố ngoại cảnh (thường là do nhân tạo) tác động vượt quá ngưỡng chịu đựng của bộ gen, dẫn tới làm hư hại hoặc biến đổi nơi vật chất di truyền; do sự rối loạn trong việc hình thành thoi vô sắc ở quá trình hình thành giao tử - Sinh ra các thể đa bội, dị bội trong quá trình kết hợp các giao tử biến dị lại với nhau. Hoặc đơn giản là do một tỷ lệ biến dị tự nhiên mà cơ chế rà soát hỏng hóc của tế bào không phát hiện ra để sửa chữa kịp thời. Các đột biến ở Nhiễm sắc thể gây nguy hại hơn các đột biến gen gấp nhiều lần. Đột biến gen ngoài tế bào chất được ứng dụng chủ yếu để tạo ra các dòng bất thụ đực.
Kỹ thuật di truyền hiện đại đã thông qua các biện pháp gây đột biến nhân tạo cho bộ gen của cây trồng bằng các tác nhân vật lý, hóa học, các phương pháp chuyển gen, v.v...để tạo ra các giống biến đổi gen (GMO) mang nhiều đặc tính mà con người mong muốn, như sức chống chịu cao với một điều kiện ngoại cảnh đặc biệt nào đó (hạn, mặn, ngập úng, băng giá, v.v...), tính kháng một hoặc vài bệnh hại nghiêm trọng nào đó, sản phẩm có chứa một hay một vài loại chất nào đó đang có nhu cầu tiêu thụ cao, hoặc sản xuất các dòng bất thụ đực để phục vụ cho việc tạo giống cây trồng v.v...
Các nước đi đầu trong việc sản xuất và sử dụng các loại giống cây trồng biến đổi gen là Mỹ (Trên 50%), Argentina (Khoảng 20%). Không đáng kể (Dưới 10%) là Canada, Brazil, Trung Quốc, Ấn Độ,...Vì tính an toàn của các loại thực phẩm biến đổi gen với sức khỏe con người vẫn chưa được khẳng định chắc chắn, nên hiện nay trên thế giới cũng có nhiều quốc gia hết sức thận trọng đối với các loại cây trồng biến đổi gen, nhất là các nước Châu Âu, Nhật Bản,...
0 comments:
Post a Comment