Tài liệu Các cấu trúc tế bào và khả năng tự tái sinh doc

Các cấu trúc tế bào và khả năng tự tái sinh Tế bào của những sinh vật ở mức tiến hóa thấp như vi khuẩn, vi khuẩn lam chưa có nhân hoàn chỉnh nên gọi là tế bào tiền nhân và những sinh vậ

Các cấu trúc tế bào và khả năng tự tái sinh

Tế bào của những sinh vật ở mức tiến hóa thấp như vi khuẩn, vi khuẩn lam

chưa có nhân hoàn chỉnh nên gọi là tế

bào tiền nhân và những sinh vật này gọi

là những sinh vật tiền nhân (Prokaryote) Các tế bào có nhân hình thành rõ ràng

được gọi là tế bào nhân thực, có ở các sinh vật nhân thực (Eukaryote) Sự

khác nhau giữa tế bào Prokaryote và

Eukaryote lớn hơn sự khác nhau giữa tế bào động vật và thực vật

Các tế bào Prokaryote không có

phần lớn các bào quan và màng nhân,

có vùng tương tự nhân gọi là nucleoid Ngoài ra bộ gen gồm DNA không kèm histon Điểm nổi bậc để phân biệt tế bào Eukaryote là có nhân (nucleus) điển hình với màng nhân bao quanh Bên trong tế bào có hệ thống màng phức tạp và các

bào quan như lưới nội sinh chất, bộ

golgi, lysosome, ty thể, lục lạp Nhiễm sắc thể của Eukaryote thẳng, phức tạp

được cấu tạo từ DNA và protein

1 Các cấu trúc có khả năng tự tái sinh

Các tế bào Prokaryote có vùng nhân chứa

DNA được tái tạo và phân đều về các tế bào con khi sinh sản

Các tế bào Eukaryote có nhiều bào quan nhưng chỉ có nhân, ty thể, lục lạp có

chứa DNA và nhờ khả năng tự tái sinh nên tham gia vào các cơ chế di truyền

Nhân chứa thông tin di truyền giữ

vai trò chủ yếu trong sinh sản, chiếm khoảng 10% thể tích và hầu như toàn bộ DNA của tế bào (95%) Nó được giới

hạn bởi màng nhân do 2 lớp màng xếp đồng tâm, bên trong có 2 cấu trúc chủ

yếu là hạch nhân (nucleolus) như một

nhân nhỏ trong nhân và chất nhiễm

sắc (chromatin) là dạng tháo xoắn của nhiễm sắc thể (chromosome) Sự phân chia đều NST về các tế bào con

đảm bảo sự chia đều thông tin di truyền

cho thế hệ sau

2 Nhiễm sắc thể

2.1 Hình thái NST

Khi nhuộm tế bào đang phân chia bằng một số màu base, có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi thường các cấu trúc hình que nhuộm màu đậm, nên được gọi là NST (chromosome) Mỗi NST có hình dạng đặc trưng, rõ nhất ở kỳ giữa của nguyên

phân Tâm động là điểm thắt eo chia

NST thành 2 vai với chiều dài khác nhau, vai ngắn hơn là vai p và vai dài hơn là

vai q Dựa vào vị trí của tâm động có thể phân biệt hình thái các NST:

- Tâm giữa (metacentric): 2 vai bằng

nhau

- Tâm đầu (acrocentric): 2 vai không

bằng nhau

- Tâm mút (telocentric): tâm động nằm gần cuối

Ở các tế bào sinh dưỡng (soma), mỗi

NST có một cặp giống nhau về hình thái, được gọi là các NST tương đồng

(homologous) Bộ NST có cặp gọi là

lưỡng bội và khi mỗi NST chỉ có một

chiếc gọi là đơn bội

2.2 Kiểu nhân và nhiễm sắc đồ:

Tất cả các tế bào của một loài nói chung

có số lượng NST đặc trưng cho loài đó Mỗi loại NST có hình dáng đặc trưng

Sự mô tả hình thái của NST gọi là kiểu nhân (Karyotype)

Kiểu nhân có thể biểu hiện ở dạng nhiễm sắc đồ (Idiogram) khi các

NST được xếp theo thứ tự bắt đầu từ dài nhất đến ngắn nhất

Sau này kỹ thuật nhuộm màu (màu giemsa hay quinacrin) hoàn chỉnh làm

rõ hơn các vệt đặc trưng, hình thái của

mỗi NST được xác định chi tiết hơn Dựa vào nhiễm sắc đồ nhuộm màu, có thể tìm thấy các đoạn tương đồng trên các NST cùng loại của các loài có họ hàng gần

nhau Ví dụ so sánh nhiễm sắc đồ của

người và vượn cho thấy có mối quan hệ

họ hàng rất gần và NST thứ hai của

người do sự nối lại của 2 NST khác nhau

ở vượn người

2.3 Chất nhiễm sắc

Vào những năm 1930, khi quan sát bằng

kính hiển vi quang học ở gian kỳ nhận

thấy trên NST có vùng nhuộm màu đậm được gọi là chất dị nhiễm sắc

(heterochromatin) phân biệt với phần còn lại nhuộm màu nhạt là chất nguyên

nhiễm sắc (euchromatin) Chất nguyên nhiễm sắc là chất nhiễm sắc ở trạng thái dãn xoắn, còn chất dị nhiễm sắc là chất nhiễm sắc biểu hiện dạng cuộn xoắn cao DNA chất nguyên nhiễm sắc ở trạng thái hoạt động, còn ở chất dị nhiễm sắc thì

DNA không phiên mã được và thường

sao chép muộn hơn

3 Các nhiễm sắc thể đặc biệt

Bằng các kỹ thuật tế bào học hiện đại,

căn cứ các mặt chức năng, cấu trúc, hình thái và đặc thù trong hoạt động, người

ta đã phân biệt các loại NST khác nhau:

- Nhiễm sắc thể thường (NST A:

autosome): giống nhau ở cả 2 giới đực, cái

- Nhiễm sắc thể giới tính (sex

chromosome) khác nhau giữa giới đực và cái

- Nhiễm sắc thể B (nhiễm sắc thể phụ): được phát hiện ở một số loài thực vật như ngô, mạch đen ngoài các NST A bình

thường Các NST B ít gặp hơn trong các giống đã được chọn lọc của các loài nói trên

Ở ngô có 20 NST A, ở một số cây còn có thêm NST B với số lượng biến động từ 1-20 hoặc nhiều hơn Những cây có NST

B thì yếu hơn và kém hữu thụ hơn các

cây khác

Ở mạch đen, những cây có hơn 9 NST B thường không có khả năng sống NST B

có hiệu quả di truyền rất thấp NST B

cũng có nhiều ở sâu bọ, giun dẹp nhưng

bé và không có hiệu quả di truyền rõ rệt

- NST khổng lồ (polytene chromosome):

có trong một số cơ quan, tế bào tuyến

nước bọt, tuyến Manpighi, màng ruột

một số côn trùng bộ 2 cánh (Diptera):

Drosophilidae, Chironomidae

Năm 1981, E Balbiani phát hiện NST khổng lồ ở tuyến nước bọt ấu trùng

Chironomus, chúng có số lượng sợi

nhiễm sắc nhiều gấp hàng ngàn lần so với NST thường, có thể chứa tới

1500-1600 sợi nhiễm sắc Nguyên nhân của

hiện tượng này là do cơ chế nội nguyên phân (endomitosis) NST tự nhân đôi bình thường, nhưng không phân ly, nhân tế bào không phân chia, tạo NST

có dạng chùm nhiều sợi, bề ngang của

NST tăng lên Chiều dài của NST khổng

lồ có thể tới 250-300 mm (gấp 100-200 lần NST thường) do các NST thể này

không đóng xoắn Dọc theo chiều dài của NST khổng lồphân hóa thành những

khoanh bắt màu xẫm, nhạt không đồng nhất như các đĩa sáng, tối xen nhau

Người ta cho rằng các đĩa xẫm màu là

nơi tích lũy nhiều DNA, được tạo ra do

độ xoắn định khu dày đặc hoặc do tập

trung nhiều hạt nhiễm sắc

Ở ruồi giấm, NST khổng lồ ở tuyến nước bọt được hình thành do DNA tự nhân đôi 10 lần, tạo ra 210 = 1024 sợi dính liền nhau suốt dọc theo chiều dài

- NST chổi đèn (lambrush

chromosome): NST này có thể dài đến 800mm, có ở tiền kì của giảm phân trong tế bào trứng của động vật có xương sống nhất là ở giai đoạn Diplotene của trứng có nhiều noãn hoàng (trứng gà, chim hoặc bò sát)

Đặc điểm của NST kiểu chổi đèn là từ trục của NST có nhiều vòng DNA, cạnh các vòng DNA này là những loại ARN được tổng hợp từ các vòng DNA mở

xoắn