Một gen trội chịu trách nhiệm xác định các đặc điểm "trội" của kiểu hình ở các cá thể. Thuật ngữ "kiểu hình" tương ứng với tập hợp tất cả các đặc điểm có thể quan sát, đo lường và định lượng được ở một cơ thể sống. Đặc tính được biểu hiện từ một gen trội sẽ là đặc điểm có thể được quan sát thấy thường xuyên nhất trong một quần thể nhất định.
Ví dụ, trong quần thể gấu xám, bộ lông màu nâu sẫm được bắt nguồn từ sự biểu hiện của một gen trội, trong khi bộ lông màu đỏ được bắt nguồn từ sự biểu hiện của một gen lặn. Do đó, việc quan sát các cá thể có bộ lông màu nâu phổ biến hơn nhiều so với màu đỏ ở các quần thể gấu.
Ví dụ về gen trội: bộ lông màu nâu sẫm của gấu Grizzly (Nguồn: Gregory "Slobirdr" Smith qua Wikimedia Commons)
Thuật ngữ "trội" được sử dụng lần đầu tiên trong bối cảnh phân loại các kiểu hình, bởi nhà sư Gregor Mendel vào năm 1856, trong mô tả công việc của ông với cây đậu. Mendel được biết đến là cha đẻ của ngành di truyền học hiện đại.
Mendel xác định rằng kiểu hình màu tím ở hoa đậu biếc là trội so với kiểu hình màu trắng. Ông đã quan sát thấy điều này khi thực hiện phép lai giữa cây đậu hoa tím với cây hoa trắng.
Điều mà Mendel không thể xác định là kiểu hình màu tím trội này là do bắt nguồn từ một gen trội.
Nguyên tắc di truyền
Mendel, trong các thí nghiệm của mình, đã quan sát thấy rằng các kiểu hình được truyền qua các "yếu tố" được tìm thấy thành từng cặp ở mỗi cá thể. Những "yếu tố" này ngày nay được gọi là gen, có thể là gen trội hoặc lặn.
Gen là đơn vị cơ bản của di truyền. Trước thời đại của chúng ta, từ "gen" được dùng để chỉ một đoạn DNA chứa thông tin cần thiết để mã hóa một protein. Tuy nhiên, ngày nay người ta biết rằng nó còn nhiều hơn thế nữa.
Trong các thí nghiệm của Mendel, một trong những cây đóng vai trò bố mẹ mang hai gen trội, trong khi đó cây khác mà nó lai mang hai gen lặn; nói cách khác, Mendel đã làm việc với các cây đồng hợp tử trội và đồng hợp tử lặn (homo = ngang nhau).
Khi nhà nghiên cứu này thực hiện các phép lai của bố mẹ và thu được thế hệ đầu tiên (F1), tất cả các cây kết quả là dị hợp tử (dị = khác nhau), tức là mỗi cá thể thừa hưởng một gen từ mỗi kiểu bố mẹ, một gen trội và một gen lặn. .
Tuy nhiên, tất cả các cây thuộc quần thể F1 đều có hoa màu tím, mà ngày nay người ta biết là do tính trạng trội của màu tím so với màu trắng.
Hiện tượng "thống trị" này được Gregor Mendel giải thích là sự biểu hiện của một trong những "yếu tố" quyết định của kiểu hình che lấp sự biểu hiện của kiểu hình kia.
Phương pháp học
Hiện nay, phương pháp nghiên cứu gen trội bao gồm việc thực hiện phép lai giữa các cá thể cùng loài, vì tuân theo định luật di truyền của Mendel, các gen có thể biểu hiện các dạng thay thế ảnh hưởng đến kiểu hình.
Mendel gọi các dạng thay thế của gen (đối với mỗi đặc điểm hình thái) là " alen ". Các alen có thể cấu hình màu sắc của hoa, hình dạng của hạt, hình dạng của lá, màu lông của gấu xám, và thậm chí cả màu mắt ở người (cũng như nhiều đặc điểm khác mà chúng ta không thể nhìn thấy ).
Ở người và hầu hết các loài động vật, mỗi tính trạng được truyền qua di truyền đều do hai alen kiểm soát, vì chúng là sinh vật lưỡng bội. Điều kiện lưỡng bội là tất cả các tế bào đều có 2 bộ nhiễm sắc thể của NST thường.
Nhiễm sắc thể là cấu trúc của protein và axit nucleic, nơi phần lớn thông tin di truyền của các cá thể được tìm thấy. Đây là những cấu trúc có tổ chức cao và chỉ được nhìn thấy rõ ràng trong quá trình nguyên phân (phân chia) của tế bào.
Các cá thể sinh sản trong một quần thể đóng vai trò là "phương tiện" "duy trì" các alen khác nhau (gen trội và gen lặn) có thể được tìm thấy trên nhiễm sắc thể của quần thể đó.
Các yếu tố ảnh hưởng đến ưu thế di truyền
Không phải tất cả các tính trạng phụ thuộc vào gen trội đều hoàn toàn tuân theo kiểu di truyền do Mendel phát hiện. Nhiều gen biểu hiện trội không hoàn toàn, điều này có nghĩa là ở các cá thể dị hợp tử với các gen này, kiểu hình có nguồn gốc là trung gian.
Một ví dụ về điều này là hoa cẩm chướng. Hoa cẩm chướng có hai gen cho màu trắng biểu hiện màu trắng. Tuy nhiên, những bông hoa cẩm chướng mang gen có màu trắng và màu đỏ, biểu hiện màu có nguồn gốc từ cả hai alen, tức là chúng có màu hồng.
Một ví dụ về sự thống trị không hoàn toàn (Nguồn: Sciencia58 qua Wikimedia Commons)
Một biến thể rất thường xuyên khác là đồng trội di truyền. Khi một cá thể dị hợp (sở hữu gen lặn và gen trội) thì sẽ biểu hiện các tính trạng có nguồn gốc từ cả hai gen.
Đó là trường hợp của các nhóm máu ở người. Gen quy định nhóm máu O là gen lặn, gen quy định nhóm máu A và B là gen trội. Do đó gen A và gen B là gen trội so với gen loại O.
Như vậy, một người thừa hưởng alen A và alen B đều có nhóm máu AB.
Ví dụ
Nói chung, tích số kiểu hình của các gen trội thường nhiều hơn hai lần so với tích số kiểu hình của các gen lặn, vì khi phân tích các tính trạng kiểu hình thành một gen, ta thu được:
Gen trội + Gen trội = Kiểu hình trội
Gen trội + Gen lặn = Kiểu hình trội
Gen lặn + Gen lặn = Kiểu hình lặn
Tuy nhiên, các gen lặn có thể có trong một quần thể với tần số rất cao.
Màu mắt là một ví dụ về gen trội và gen lặn. Người có kiểu hình mắt sáng là sản phẩm của gen lặn, còn người có kiểu hình mắt đen là sản phẩm của gen trội.
Ở Scandinavia, hầu hết mọi người đều có mắt sáng, vì vậy chúng ta nói rằng các gen lặn cho mắt sáng thường xuyên và phổ biến hơn nhiều so với các gen trội cho màu mắt tối.
Các alen trội không tốt hơn alen lặn, nhưng những alen này có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản (hiệu quả sinh sản) của các cá thể.
Người giới thiệu
- Anreiter, I., Sokolowski, HM, & Sokolowski, MB (2018). Tác động qua lại giữa gen - môi trường và sự khác biệt của cá nhân trong hành vi. Trí óc, Bộ não và Giáo dục, 12 (4), 200-211.
- Griffiths, AJ, Miller, JH, Suzuki, DT, Lewontin, RC, & Gelbart, WM (2000). Các thí nghiệm của Mendel. Trong phần Giới thiệu về Phân tích Di truyền. Phiên bản thứ 7. WH Freeman.
- Herrera - Estrella, L., De Block, M., Messens, EHJP, Hernalsteens, JP, Van Montagu, M., & Schell, J. (1983). Các gen chimeric như là các dấu hiệu chọn lọc trội trong tế bào thực vật. Tạp chí EMBO, 2 (6), 987-995.
- Mendel, G. (2015). Thí nghiệm trong một khu vườn tu viện. Nhà Động vật học Hoa Kỳ, 26 (3), 749-752.
- Nakagawa, Y., & Yanagishima, N. (1981). Các gen lặn và gen trội kiểm soát khả năng ngưng kết sinh dục cảm ứng ở Saccharomyces cerevisiae. Di truyền phân tử và tổng quát MGG, 183 (3), 459-462