Nhiều người trong chúng ta đã nghe nói về gen trội và gen lặn - một số chuỗi nucleotide ẩn trong bộ gen của chúng ta chịu trách nhiệm về các đặc điểm di truyền. Chúng tương tác với nhau như thế nào? Sự thống trị là gì và nó xảy ra như thế nào? Tại sao các alen lặn luôn không bị át chế bởi các alen trội? Những câu hỏi này đã làm đau đầu các nhà khoa học kể từ khi phát hiện ra gen.
Lịch sử nghiên cứu
Sự tương tác của các alen luôn được các nhà di truyền học rất quan tâm. Trong quá trình nghiên cứu, người ta nhận thấy rằng có nhiều kiểu tương tác gen - trội hoàn toàn, trội hoàn toàn, đa alen, trội không hoàn toàn và đồng trội.
Được gọi đúng là cha đẻ của di truyền học hiện đại, Gregor Mendel là người đầu tiên quan tâm đến quy luật truyền các tính trạng di truyền. Trong quá trình thực hiện các thí nghiệm nổi tiếng của mình về việc lai các cây đậu, Mendel nhận thấy rằng việc lai giữa đậu xanh và đậu vàng không tạo ra một tính trạng trung gian. Trước hếtthế hệ, tất cả đậu Hà Lan đều có màu vàng. Bản thân Mendel sau đó cũng không thể giải thích kết quả thí nghiệm xuất sắc của mình. Cơ sở lý thuyết xuất hiện muộn hơn nhiều, sau sự hồi sinh của mối quan tâm đến di truyền học và việc khám phá ra đơn vị cơ bản của di truyền - gen. Nó phụ thuộc vào anh ta màu sắc của hạt đậu, hình dạng của mũi, màu sắc của mắt, chiều cao, sự hiện diện của các bệnh di truyền ở người.
Hãy quay lại thí nghiệm của Mendel. Gen A quy định màu vàng của đậu Hà Lan và gen a tạo ra màu xanh lục. Khi lai hai dòng thuần khác nhau, sự phân tách sẽ như sau:
R: AA x aa
F1: Aa Aa Aa Aa
Mặc dù thực tế là trong kiểu gen của tất cả các cây tạo thành đều có gen cho cả màu vàng và xanh lục, nhưng cuối cùng chỉ có màu vàng xuất hiện. Nói cách khác, tính trạng trội át hoàn toàn tính trạng lặn. Theo cách tương tự, hình dạng của đậu Hà Lan đã được kế thừa - trơn láng chiếm ưu thế hơn nhăn. Đây là ví dụ cho thấy sự thống trị hoàn toàn của các gen - sự triệt tiêu của tính trạng lặn bởi tính trạng trội khi có sự hiện diện của cả hai gen trong kiểu gen.
Ví dụ về sự thống trị hoàn toàn
Giao nhau giữa các cây có màu sắc khác nhau không phải là lĩnh vực duy nhất xuất hiện sự thống trị hoàn toàn. Ví dụ về kiểu tương tác này cũng có thể được trích dẫn từ lĩnh vực di truyền học của con người: nếu một trong hai bố mẹ có mắt nâu, người thứ hai có mắt xanh và cả hai đều đồng hợp tử về những đặc điểm này, thì tất cả con cái sẽ có mắt nâu.
Tương tự, sự hiện diện của yếu tố Rh, polydactyly,tàn nhang, tóc sẫm màu. Tất cả các tính trạng này là trội và sẽ không cho phép kiểu hình lặn xuất hiện.
Chi phối hoàn toàn có tầm quan trọng lớn trong việc di truyền các bệnh di truyền. Hầu hết chúng (bệnh Tay-Sachs, bệnh Urbach-Wite, bệnh Gunther) đều di truyền theo kiểu lặn trên NST thường, tức là nếu kiểu gen chứa gen bình thường (trội) thì alen đột biến sẽ không biểu hiện.
Về sự thống trị không hoàn toàn
trội không hoàn toàn là một trong những kiểu tương tác gen, thường thấy trong tự nhiên. Khi đó, alen lặn không bị át chế hoàn toàn bởi alen trội và một tính trạng mới, trung gian xuất hiện trong kiểu hình. Một ví dụ nổi bật của sự thống trị không hoàn toàn là màu sắc của hoa vũ trụ. Nếu cho cây đỏ với cây trắng thì ở thế hệ thứ nhất tỉ lệ phân li kiểu hình như sau: 1 (AA): 2 (Aa): 1 (aa). Tức là một bông hoa sẽ có màu đỏ, một bông màu trắng và hai bông màu hồng. Tính trạng sau là một ví dụ về tính trạng trội không hoàn toàn, vì tính trạng trội, màu đỏ, không hoàn toàn áp chế tính trạng lặn. Kết quả là, ảnh hưởng của cả hai gen được thể hiện trong cơ thể.
Sự thống trị không hoàn toàn không chỉ đặc trưng cho hoa nữ mà còn cho nhiều loài hoa khác: hoa cẩm tú cầu, hoa tulip, hoa cẩm chướng.
Vượt trội
trội hơn là một kiểu tương tác gen thú vị và có phần nghịch lý, trong đó gen trội trong kiểu hình của sinh vật dị hợp tử (BB) biểu hiện mạnh mẽ hơn so với kiểu hình của sinh vật đồng hợp tử (BB). Sự vượt trội không xảy ra trong tự nhiênthường là thống trị hoàn toàn. Một ví dụ là một đột biến trong gen HBB, làm giảm nguy cơ mắc bệnh sốt rét.
Đồng thống trị
Có một số kiểu tương tác gen thú vị khác, và một trong số đó là đồng trội. Trong trường hợp này, alen trội không che lấp hoặc ngăn chặn tính trạng lặn và cả hai tính trạng đều biểu hiện ở một mức độ nhất định trong kiểu hình.
Cách dễ hiểu nhất về hiện tượng đồng trội là ví dụ về hoa màu trắng đỏ của hoa đỗ quyên, hay còn gọi là hoa ban đêm. Màu sắc này có được bằng cách lai giữa hoa đỏ và hoa trắng, và mặc dù sắc tố đỏ chiếm ưu thế, nhưng nó không át được alen chịu trách nhiệm về màu trắng. Đây là cách thu được những bông hoa có hai màu bất thường với kiểu gen Aa.
Một ví dụ về tính đồng trội là cơ chế di truyền nhóm máu. Để một trong hai bố mẹ có nhóm máu thứ hai (IAIA) và người thứ hai có nhóm máu thứ ba (IВIB), thì đứa trẻ sẽ có nhóm thứ tư, không phải là nhóm trung gian giữa nhóm thứ hai và thứ ba, với kiểu gen IATôiB.
