Vietnamen’s Weblog

Time, Chances, Diligence, Intelligence: which is the most important?

Di truyền cơ bản 5 – meiosis

with 3 comments

Phần trước ta đã học về sự phân bào (mitosis) của somatic cells để tạo ra tế bào con mới. Vậy, nếu đi ngược lên tiếp mãi, thì somatic cells đầu tiên của cơ thể xuất phát từ đâu. Một cá thể sống được sinh ra và lớn lên đều xuất phát từ một tế bào ban đầu, gọi là tế bào được giao phối (fertilized cell). Tế bào được giao phối này là kết quả của sự kết hợp 2 tế bào giới tính (sex cells=gamete), một của bố (là sperm cell) và một của mẹ (egg cell). Và từ tế bào đơn này, tất cả các loại tế bào chuyên biệt của cơ thể sẽ được tạo ra thông qua quá trình gọi là “cell differentiation” (sự phân hóa tế bào). Và việc tạo ra một cá thể hoàn chỉnh là một quá trình vô cùng phức tạp, ngoài phạm vi của bài viết.

Trong phần này, ta đề cập đến sự tạo thành tế bào được giao phối – gọi là meiosis.

an egg cell surrounded by  sperm cells
Sperm cell

an egg cell surrounded by sperm cells

Fertilized cell

Fertilized cell

Người đầu tiên nghiên cứu quá trình này là Theodor Boveri, ông dùng sâu (worm) để nghiên cứu (cuối thập niên 1800).

Fertilized cell là sự kết hợp giữa sperm và egg. Như đã đề cập ở các phần trước, để đảm bảo là tế bào fertilized chứa đúng số lượng chromosome, nên mỗi sex cell chỉ lưu một bộ chromosome (còn gọi là haploid) được lấy từ bố/mẹ và dĩ nhiên, ít hơn một nữa so với somatic cells. Quá trình meiosis trải qua 2 giai đoạn phân bào

MEIOSIS I: có phần giống với quá trình mitosis. Ngoại trừ các khác biệt sau

  • Prophase I: Như ta đã biết, mỗi tế bào cơ thể (somatic cells) chứa 2 bộ chromosomes, nghĩa là luôn tồn tại 2 chromosomes tương đồng (homolog). Tại giai đoạn ProPhase I, các chromosomes tương đồng nhau được ghép cặp với nhau, xem hình

  • MetaPhase I: Thay vì dóng thành 1 cột thì bây giờ là 2 cột, mỗi hàng là 1 cặp homolog.

  1. AnaPhase I: các homolog sẽ tách đôi và đi về 2 cực của tế bào sinh sản.

  1. TeloPhase I: mỗi tế bào con sẽ chứa một bộ chromosomes (chú ý mỗi chromosome là 2 chromatids)

MEIOSIS II: Chú ý là sau giai đoạn MEIOSIS I, tại mỗi tế bào con, mỗi chromosome vẫn là 1 cặp chromatid được gắn với nhau tại centromere. Tới giai đoạn II này, centromere mới phân tách các sister chromatids (giống như trong mitosis). Nên trong giai đoạn 2 này, InterPhase II và ProPhase II diễn ra rất nhanh, và 2 tế bào con lúc nãy nhanh chóng phân thành 4 tế bào con mới.

Và các tế bào con này (tuỳ vào cá thể là bố hay mẹ) mà sẽ trưởng thành thành sperm cell hoặc egg cell, sẵn sàng cho việc thụ tinh (kết hợp giữa sperm cell và egg cell). Và khi 2 tế bào này kết hợp lại thì cho ta tế bào đủ 2 bộ chromosome gọi là zygote (fertilized egg).

  • Một sinh viên tại Đại học Columbia (Mỹ) tên Sutton khi nghiên cứu trên chromosome của con cào cào (grasshopers) cũng nhận thấy sự giống nhau của các chromosomes, và các chromosome giống nhau thì đi theo cặp với nhau trong quá trình meiosis.

Chromosome thường được sắp xếp theo dạng karyotype, nghĩa là các chromosomes tương đồng (homologs) được sắp xếp và đánh số theo cặp (từ cặp có kích thước lớn nhất đến nhỏ nhất). Ví dụ: có 23 cặp homologous chromosomes đối với người, xem hình sau.

Và trong quá trình meiosis, thì chỉ một nửa, tức là 23 chromosomes, mỗi cái được lấy từ 1 homolog, được lưu giữ trong tế bào giới tính (sex cell). Ví dụ:

PHỤ LỤC:

Karyotype là một dạng hiển thị hình ảnh biểu diễn chromosome từ 1  tế bào theo cặp tương đồng. Tế bào thường dùng là blood cell từ cơ thể tiền phôi thai (prenatal speciman). Để có ra hình ảnh karyotype, các nhà khoa học nhuộm màu chromosomes và hình ảnh thu được sau khi chụp là các dải phân vùng trắng/đen, sau khi đã phóng đại cở 1000 lần.

Karyotype

Karyotype

Karyotype test là bài kiểm tra (rất hay dùng) để xác định, và đánh giá kích thước, hình dáng và số lượng chromosomes bên trong một mẫu các tế bào cơ thể (thường lấy tế bào máu). Từ đó, giúp xác định các tiềm ẩn về sai lệch thành phần, số lượng chromosomes. Kết quả thu được của karotype test được hiểu như sau:

Karyotype
Normal:
  • There are 46 chromosomes that can be grouped as 22 matching pairs and 1 pair of sex chromosomes (XX for a female and XY for a male).
  • The size, shape, and structure are normal for each chromosome.
Abnormal:
  • There are more than or less than 46 chromosomes.
  • The shape or size of one or more chromosomes is abnormal.
  • A chromosome pair may be broken or incorrectly separated.

Để xác định ra các dị biệt về di truyền, các nhà nghiên cứu về chromosome (gọi là cytogeneticist) chụp ảnh các chromosomes, cắt chúng ra và match chúng lại với nhau dựa vào kích cỡ, banding pattern (dựa vào kĩ thuật chromosome banding) và vị trí centromere. Sau đây là hình ảnh karyotype ở tình trạng bình thường.

CHÚ Ý: Trong 23 cặp trên chỉ có cặp X-Y chromosomes là không tương đồng với nhau.

THỰC HÀNH:

(Karotype test online)

– (Karyotype test paper)

TERMS:

  • chromosome banding là kĩ thuật hiển thị các banding patterns lên chromosome để giúp xác định sự giống nhau giữa các chromosomes.

CONCLUSION:

Như vậy, mitosis là quá trình phân bào của body cells, còn meiosis là quá trình phân bào của sex cell. Các sex cell chỉ chứa 1 bộ chromosomes, còn body cells chứa 2 bộ chromosomes. Trong thực tế, có hiện tượng một số tính trạng thường đi đôi với nhau (ví dụ: ruồi giấm thân vàng thì thường có mắt trắng), điều này được lí giải bởi hiện tượng crossover hay kết hợp lại (recombinant) giữa các alleles. Quá trình này được đề cập ở Part 8 – Crossover.

LINK:

  1. http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/tutorials/meiosis/main.html
  2. http://www.webmd.com/baby/karyotype-test
  3. http://learn.genetics.utah.edu/units/disorders/karyotype/karyotype.cfm (Thực hành karyotype test trên giấy hoặc dùng phần mềm tương tác)
  4. http://www.bookrags.com/research/chromosomal-banding-gen-01/
  5. http://www.iscn1995.org/karycorrect/
  6. http://www.biology.arizona.edu/human_bio/activities/karyotyping/karyotyping.html
  7. http://www.chromodisorder.org/CDO/General/IntroToChromosomes.aspx

Revision:

1.1 Bổ sung theo góp ý bạn emerald (nói thêm về crossover ở phần Kết luận)

NOTE: chromosome banding là kĩ thuật hiển thị các banding patterns lên chromosome để giúp xác định sự giống nhau giữa các chromosomes.

Written by vietnamen

Tháng Năm 13, 2008 lúc 4:47 chiều

3 phản hồi

Subscribe to comments with RSS.

  1. sao ko noi gi ve crossing over the nhi???

    emerald

    Tháng Mười Một 4, 2008 at 7:51 chiều

  2. Thực ra crossover là một quá trình diễn ra ngay trước khi meiosis. Nên nếu đưa vào thì không đúng lắm. Tuy nhiên, mình tiếp thu ý kiến của bạn. Mình sẽ bổ sung thêm để làm rõ về tính đa dạng tính trạng của loài nhờ vào crossover.

    PS: Có phần 8 nói riêng về crossover đó bạn.

    vietnamen

    Tháng Mười Một 12, 2008 at 7:50 chiều

  3. […] là một quá trình diễn ra ngay trước giai đoạn phân bào meiosis. Nó góp phần làm đa dạng các tính trạng và đồng thời lí giải hiện tượng […]


Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: