Chuyển đến nội dung chính

Cấu trúc và chức năng nhiễm sắc thể

Nếu như ADN là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử thì nhiếm sắc thể (NST) được xem là vật chất di truyền ở cấp độ tế bào. Vì ADN và NST đều có đủ tiêu chuẩn của vật chất di truyền. Để hiểu rõ hơn các bạn hãy tiếp tục xem phần trình bày của Hải về cấu trúc và chức năng của NST ngay sau đây.

Đối với sinh vật nhân sơ nhiễm sắc thể (NST) chỉ là một phân tử ADN dạng vòng trần (chưa có cấu trúc NST). Cấu trúc NST ở sinh vật nhân thực thì tương đối phức tạp và trong nội dụng của bài viết này chỉ đề cập chi tiết đến cấu trúc và chức năng của NST ở sinh vật nhân chuẩn (nhân thực). Đầu tiên tôi trình bày khái quát về nhiễm sắc thể như sau:
  • NST được cấu tạo tử chất nhiễm sắc, gồm ADN và prôtêin histôn.
  • NST nằm trong dịch nhân của nhân tế bào.
  • Mỗi loài có bộ NST đặc trưng bởi: hình thái, số lượng và đặc biệt là cấu trúc (trình tự sắp xếp các gen trên NST).
  • Trong tế bào xôma lưỡng bội, NST tồn tại thành từng cặp tương đồng. Tập hợp các cặp NST tương đồng (trừ NST giới tính) tạo thành bộ NST lưỡng bội 2n. Giao tử mang bộ NST đơn bội n (mỗi cặp NST chỉ mang một 1 chiếc).
Các nhà khoa học đã nhận thấy trong tế bào nhân thực có hai loại NST là nhiễm sắc thể thường và NST giới tính. Nhiễm sắc thể giới tính là nhiễm sắc thể mang các gen mang thông tin di truyền quy định các tính trạng về giới tính hoặc quy định các tính trạng liên kết với giới tính.

1. Cấu trúc nhiễm sắc thể:

Hình dạng, kích thước và cấu trúc NST quan sát rõ nhất vào kì giữa của nguyên phân khi đó NST co xoắn cực đại. Nên hình dạng, kích thướt NST ở kì giữa được xem là đặc trưng. Hình thái nhiễm sắc thể biến đổi có tính chu kì trong tế bào, cụ thể là nó biến đổi theo các kì của phân bào của tế bào.

Cấu trúc siêu hiển vi của nhiễm sắc thể:

  • Một đoạn ADN gồm 146 cặp nuclêôtit quấn quanh khối cầu prôtêin gồm 8 phân tử prôtêin loại histôn tạo nên nuclêôxôm.
  • Giữa các nuclêôxôm kế tiếp được nối với nhau bằng đoạn ADN và một phân tử prôtêin histôn tạo nên chuỗi pôlinuclêôxôm gọi là sợi cơ bản có đường kính 11nm.
  • Sợi cơ bản xoắn lần thứ nhất thành sợi nhiễm sắc có đường kính 30 nm, tiếp tục xoắn lần thứ hai tạo thành sợi siêu xoắn có đường kính 300 nm, tiếp tục xoắn lần thứ ba tạo thành sợi crômatit có đường kính 700 nm.
  • Tại kì giữa của quá trình phân bào, NST tồn tại ở trạng thái kép gồm 2 crômatit giống nhau và dính với nhau ở tâm động (eo sơ cấp). Tâm động chia crômatit thành hai cánh cân hoặc không cân. NST còn có thêm eo thứ cấp.

2. Chức năng nhiếm sắc thể.

  • Lưu trữ thông tin di truyền: NST mang gen chứa thông tin di truyền, mỗi gen chiếm một vị trí xác định trên NST. Các gen trên cùng một NST được di truyền cùng nhau (đây là cơ sở của hiện tượng liên kết gen).
  • Bảo quản thông tin di truyền: thông tin trên NST được bảo quản nhờ cấu trúc đặc biệt của NST (ADN kết hợp với prôtêin loại histôn sau đó bện xoắn nhiều lần; đầu mút NST có trình tự nuclêôtit đặc biệt có tác dụng bảo vệ NST).
  • Truyền đạt thông tin di truyền: thông tin di truyền trên NST được truyền đạt từ thế hệ này sang thế hệ khác nhờ cơ chế nhân đôi, phân li và tổ hợp NST thông qua quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh.
  • Điều hòa hoạt động của gen thông qua hoạt động cuộn xắn và tháo xoắn NST (thông tin di truyền từ gen trên NST chỉ được truyền cho ARN để tổng hợp pôlipeptit (thông qua phiên mãdịch mã) chỉ thực hiện được khi NST tháo xoắn trở thành ADN dạng mạch thẳng).
  • Giúp phân chia đồng đều vật chất di truyền cho các tế bào con trong quá trình phân bào (nhờ cấu trúc tâm động).
Bài tiếp theo: Đột biến cấu trúc NST

Nhận xét

  1. thầy cho em hỏi: vì sao nói nst ở sinh vật nhân thực có khả năng điều hòa hoạt động thông qua các mức độ cuộn xoắn vậy thầy?

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. Quá trình nhân đôi ADN hay phiên mã (tổng hợp ARN) khi NST ở dạng tháo xoắn. Như vậy khi nó đóng xoắn thì không thực hiện được quá trình nhân đôi ADN cũng như phiên mã.

      Xóa
    2. em cảm ơn thầy
      Thầy cho em hỏi thêm nếu mà nst nhân tạo dạng thẳng thì cần có cấu trúc điển hình như thế nào để có thể hoạt động như nst bình thường trong tb nhân thực vậy thầy?

      Xóa
  2. Thầy ơi cho em hỏi làm thế nào để sợi cơ bản nhận biết được khi nào đến kỳ giữa của quá trình nguyên phân mà đóng xoắn, và tác nhân làm quá trình đóng xoắn là gì ạ? Em cảm ơn thầy.

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. Quá trình đóng và tháo xoắn diễn ra theo các pha trong chu kỳ tế bào. Ở các giai đoạn khác nhau NST phải thay đổi hình thái đề phù hợp với chức trách. Ví dụ như kỳ giữa nó đóng xoắn cực đại để vừa bảo vệ ADN giảm tối đa sự tác động môi trường bền ngoài ảnh hưởng đến cấu trúc của ADN (gen) và thuận lợi cho sư di truyền NST về 2 cực của tế bào ở kỳ sau.

      Xóa
  3. thầy ơi cho em hỏi cấu trúc nhiễm sắc thể gồm phân tử ADN liên kết với phân tử protein có ý nghiã sinh học như thế nào ạ ?

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. nó giống như quấn 1 cuộn len vào 1 cái lõi. khi quấn như vậy nó sẽ dễ dàng di chuyển, phân chia trong quá trình phân bào và giảm sự tác động ảnh hưởng đến cấu trúc ADN.theo mình là vậy.

      Xóa
  4. Thầy ơi cho em hỏi tại sao sự khác nhau về cấu trúc và số lượng nst lại tạo ra rất nhiều loài khác nhau ạ ?

    Trả lờiXóa
  5. thầy cho e hỏi nếu mô tả cấu trúc hiển vi của nst khi được quan sát rõ nhất thì phải trả lời như thế nào ạ?

    Trả lờiXóa
  6. thầy cho e hỏi nếu mô tả cấu trúc hiển vi của nst khi được quan sát rõ nhất thì phải trả lời như thế nào ạ?

    Trả lờiXóa
  7. thầy ơi, cho em hỏi tại sao bộ nst của sinh vật nhân thực thường nhiều nst nhỏ hoặc vừa mà không phải vài nst có kích thước lớn
    Kết thúc cuộc trò chuyện
    Đã xem lúc 20:53

    Trả lờiXóa
  8. Thầy cho em hỏi trong tế bào có nhân nhiễm sắc thể được phân bố ở đâu

    Trả lờiXóa
  9. thầy ơi cho e hỏi: cấu trúc xoắn có ý nghĩa gì đối với phân tử AND ?

    Trả lờiXóa
  10. thầy ơi cho em hỏi "cặp nhiễm sắc thể tương đồng có phải là 2 nhiểm sắc thể giống nhau về hình dáng,kích thước,cấu trúc, một NST có nguồn gốc từ giao tử của bố, một NST có nguồn gốc từ giao tử của mẹ" không ạ?

    Trả lờiXóa
  11. thầy ơi thầy giải thích cấu tạo và chức năng nst với ạ

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. Phần này em xem SGK nhé. Trong sách đã trình bày rõ rồi em nhé!

      Xóa
  12. Thầy ơi vậy chức năng của protein histon trong cấu trúc NST là j vậy thầy

    Trả lờiXóa
  13. thầy cho e hỏi chức năng của nhiễm sắc thể hiểu đơn giản là 1 người có số lượng nhiễm sắc thể càng nhiều trong từng tế bào thì ng đó sẽ càng khỏe mạnh hơn, sức đề kháng và ít bệnh tật hơn ng có số lượng nhiễm sắc thể ở mức bình thường đúng ko thầy.

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. Ở người bình thường thì đều có bộ NSG 2n=46 em. Có lẽ em nhầm lẫn về câu hỏi.

      Xóa
  14. Thầy ơi cho em hỏi: Cấu trúc xoắn của NST do sự liên kết giữa ADN và protein histon có vai trò gì đối với tế bào?
    THẦY GIÚP EM VỚI Ạ

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. ADN giống như sợi chỉ rất dài, nếu không được cuộn vào thì sẽ như thế nào? và kích thước của ADN còn dài hơn kích thước của tế bào như vậy nó làm sao năm gọn trong nhân. Với lại việc cuộn xoắn này cũng dễ dàng được tháo khi cần thực hiện chức năng (tái bản, phiên mã). Bạn đọc kỹ rồi tự rút ra ý nghĩa từ các gợi ý trên nhé!

      Xóa
  15. Phần cấu tạo là phần chức năng phải ko thầy

    Trả lờiXóa
  16. thầy ơi , tại sao ADN phù hợp để thực hiện chức năng là vật chất di truyền ở sinh vật ?

    Trả lờiXóa
  17. thầy ơi cho em hỏi 146 cap nucleotit tuong duong vs bao nhieu chu ky

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. Nếu em đang hỏi cấu trúc ADN dạng B ở tế bào nhân thực thì một chu kỳ xoắn có 10 cặp nuclêôtit. Như vậy 146 cặp nuclêôtit tương ứng với 14,6 vòng xoắn.

      Xóa
  18. thưa thầy cho em hỏi là
    giải thích cơ chế nst xát định giới tính ở người?

    Trả lờiXóa

Đăng nhận xét

Cảm ơn bạn đã phản hồi, chúc quý độc giả sức khỏe và thành đạt!

Bài đăng phổ biến từ blog này

Cấu tạo và cơ chế đóng mở khí khổng

Ở thực vật có hai con đường thoát hơi nước ở lá là: thoát hơi nước qua khí khổng và thoát hơi nước qua lớp Cutin. Đối với thoát hơi nước qua khí khổng thì lượng nước thoát ra trong một khoảng thời gian (tốc độ thoát hơi nước) phụ thuộc và số lượng khí khổng cũng như độ đóng mở của khí khổng. Vậy khí khổng có cấu tạo như thế nào và cơ chế đóng mở của khí khổng ra sao? chúng ta sẽ tìm hiểu trong nội dung của bài này:
Câu tạo khí khổng Khí khổng được cấu tạo bở 2 tế bào hình hạt đậu nằ áp sát nhau tạo thành lỗ khí. Trong mỗi tế bào hình hạt đậu có chứa lục lạp, nhân và các bào quan khác như tế bào bình thường. Nhưng màng tế bào ở phía lỗ khí dày hơn ở phía đối diện.
Cơ chế đóng - mở khí khổng Khi 2 tế bào hình hình hạt đậu cấu tạo nên khí khổng trương nước, thành mỏng của tế bào hình hạt đậu căng ra làm cho thành dày cong theo => Khí khổng mở rộng (Hình a).  Khi mất nước, thành mỏng hết căng và thành dày duỗi thẳng => khí khổng đóng lại (Hình b). Tuy nhiên chúng ta lưu ý rằng là k…

Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất

Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu có vai trò đặc biệt quan trọng đối với thực vật (cây). Nhưng rễ cây chỉ hút được nitơ ở dạng NH4+ và NO3-. Nhưng trong không khí thì có các dạng nitơ chủ yếu N2 (ngoài ra còn có dạng NO hay NO2 nhưng gây độc cho cây) còn trong đất thì chủ yếu nitơ trong các hợp chất hữu cơ của xác động thực vật để lại.
Do đó, để cung cấp nitơ cho cây thì cần phải chuyển các dạng nitơ N2 cũng như nito trong các hợp chất có chứ nitơ thành dạng nitơ mà cây có thể hấp thụ được (NH4+ hoặc NO3-). Trong phạm vi bài này chúng ta cùng nhau tìm hiểu và phân tích thêm các quá trình chuyển hóa nitơ trong đất. Còn quá trình chuyển hóa nito trong không khí dạng N2 thành NH4+ được gọi là quá trình cố định nitơ (cố định đạm) chúng ta sẽ bàn ở bài sau.

Các vi khuẩn amôn hóa trong đất sẽ chuyển hóa niơ trong các hợp chất hữu cơ thành dạng NH4+. Nitơ dạng ion NH4+ này cung cấp cho cây.
NH4+ tồn dư trong đất, trong diều kiện hiếu khí và có các vi khuẩn nitrat hóa thì các vi khuẩn n…

Tính số nhiễm sắc thể, số crômatit và số tâm động qua các kì của nguyên phân và giảm phân

Loài ong mật có bộ NST lưỡng bội 2n=32. Hợp tử của loài trải qua nguyên phân. Hãy cho biết có bao nhiêu NST, crômatit, tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì của quá trình nguyên phân? Để giải bài tập sinh học trên trước hết các bạn cần nhớ một số vấn đề sau:
NST nhân đôi ở kì trung gian (pha S) trở thành NST kép, tồn tài trong tế bào đến cuối kì giữa. Vào kì sau, NST kép bị chẻ dọc tại tâm động, tách thành 2 NST đơn, phân li đồng đều về 2 cực tế bào.Crômatit chi tồn tại ở NST kép, mỗi NST kép có 2 crômatit.Mỗi NST dù ở thể đơn hay kép đều mang một tâm động. Vậy có bao nhiêu NST trong tế bào thì sẽ có bấy nhiêu tâm động.Do vậy, gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài, số NST, số crômatit, số tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì quá trình nguyên phân như bảng sau: Kì trung gian Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Số NST đơn 0 0 0 4n 2n Sô NST kép 2n 2n 2n 0 0 Số crômatit 4n 4n 4n 0 0 Số tâm động 2n 2n 2n 4n 2n Tương tự như vậy  bạn cũng có thể tìm được số NST, số crômatit, số tâm động có tron…

Tính số loại và tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con

Vận dụng toán xác suất để giải nhanh các bài tập sinh học phần quy luật phân li độc lập như: xác định số loại kiểu gen, kiểu hình ở đời con hay tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con trong các phép lai khi biết kiểu gen của bố mẹ mà không cần viết sơ đồ lai.

Theo quy luật phân li độc lập ta hiểu rằng: một phép lai có n cặp tính trạng, thực chất là n phép lai một cặp tính trạng. Như vậy khi đề bài cho biết kiểu gen có bố mẹ và tuân theo quy luật phân li độc lập thì ta chỉ cần dung toán xác suất để xác định nhanh số loại cũng như tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con theo quy tắc sau: Tỉ lệ KG khi xét chung nhiều cặp gen bằng các tỉ lệ KG riêng rẽ của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau.Số KH khi xét chung nhiều cặp tính trạng bằng số KH riêng của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau.
Ví dụ: Cho biết A - hạt vàng : a- hạt xanh; B- hạt trơn : b - hạt nhăn; D - thân cao : d- thân thấp. Tính trạng trội là trội hoàn toàn. Phép lai P: AabbDd x AaBbdd sẽ cho số loại và tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình riên…

Xác định số lượng và tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit trong phân tử ADN (hay gen)

Dạng bài tập sinh học về tính số lượng và tỉ lệ % từng loại  nuclêôtit trên cả 2 mạch của phân tử ADN (hay gen). Để giải bài tập này bạn cần lưu ý một số vấn đề sau: Cần nhớ:Các nuclêôtit trên hai mạch đơn của ADN (hay gen) liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sungA liên kết với T và ngược lại (T liên kết với A)G liên kết với X và ngược lai (X liên kết với G) Công thứcSố lượng từng loại nuclêôtit + A=T; G=X => $\frac{A+G}{T+X}=1$ + N=A+T+G+X=2A+2G=2T+2X + A+G=T+X= $\frac{N}{2}$ Tỉ lệ % từng loại nuclêôtit + %A=%T; %G=%X + %(A+T+G+X) = 100% => %(A+G)=%(T+X)=50%N + %A=%T=50%-%G=50%-%X; %G=%X=50%-%A=50%-%T
Bài tập có đáp án về tính số lượng, tỉ lệ phần trăm (%) từng loại nuclêôtit trong gen (hay ADN) Bài tập trắc nghiệm vận dụng 1. Gen có hiệu số gữa nuclêôtit loại T với loại nucleoit khác bằng 20%. Tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit của gen là: A. A=T=15%; G=X=35% B. A=T=35%; G=X=65% C. A=T=35%; G=X=15% D. A=T=30%; G=X=20% 2. Gen có A > G và có tổng giữa hai loại nuclêôtit bổ su…

Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể

1. Khái niệm về đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể (NST) là những biến đổi trong cấu trúc NST dẫn đến sự sắp xếp lại các gen hoặc làm thay đổi hình dạng, cấu trúc của NST. Đột biến cấu trúc NST được phát hiện nhờ quan sát NST trong tế bào đang phân chia và nhờ nhuộm băng NST.
Cơ chế chung của đột biến cấu trúc NST là do các tác nhân gây đột biến ảnh hưởng đến quá trình tiếp hợp, trao đổi chéo của các cromatit hoặc do tác nhân gây đột biến tác động trực tiếp lên NST gây đứt gãy NST => làm phá vỡ cấu trúc NST.
Lý thuyết sinh học: Cấu trúc và chức năng NST
Các đột biến cấu trúc NST làm thay đổi cấu trúc NST dẫn tới làm mất cân bằng gen, làm thay đổi vị trí của gen nên ảnh hưởng đến hoạt động của gen.
Khi trong mỗi cặp NST có một chiếc bị đột biến cấu trúc thì dẫn tới cặp NST đó không còn tương đồng với nhau, vì vậy ảnh hưởng đến sự tiếp hợp của NST ở kì đầu giảm phân I. Chính điều này đã làm ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của các thể đột biến cấu trúc NS…

Quá trình cố định nitơ phân tử

Quá trình liên kết $N_2$ với $H_2$ để hình thành nên $NH_3$ gọi là quá trình cố định nitơ. Trong tự nhiên có hai con đường cố định nitơ phân tử thành dạng nitơ mà cây hấp thụ được là: Con đường hóa học và con đường sinh học. Con đường hóa học cố định nitơ Nó là liên kết giữa $N_2$ với $H_2$ diễn ra theo phương thức hóa học (phản ứng hóa học) trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao (tia chớp sấm sét). Lượng $NH_3$ được tạo ra trong sấm sét (tia lữa điện) theo nước mưa rơi xuống và thâm nhập vào đất để cung cấp cho cây. Tuy nhiên lượng ion khoáng nitơ được hình thành theo phương thức này không nhiều. Con đường sinh học cố định nitơ Trong tự nhiên thì lượng nitơ cung cấp cho đất từ $N_2$ thông qua con đường cô định nitơ theo phương thức sinh học lớn gấp nhiều lần so với con đường hóa học ở trên. Con đường này diễn ra ngay trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường nhờ vi sinh vật cố định đạm (cố định nitơ). Vi sinh vật cố định nitơ có 2 nhóm là: vi sinh vật cố định nitơ sống tự do t…

Cách viết giao tử cho thể tứ bội (4n) có kiểu gen AAaa

Sinh vật bình thường có bộ NST 2n, khi giảm phân sẽ cho giao tử bình thường n. Tuy nhiên trong thể đột biến như thể ba nhiễm, thể tứ bội thì giảm phân cho ra những loại giao tử như thế nào.
Ở bài này sẽ hướng dẫn các em cách viết và các định tỉ lệ các loại giao tử được tạo ra trong quá trình giảm phân của thể tứ bội (4n).
Ví dụ: thể tứ bội có kiểu gen AAaa giảm phân bình thường sẽ tạo ra những loại giao tử nào và tỉ lệ bằng bao nhiêu?
Để viết giao tử cho thể tứ bội các em sơ đồ hình chữ nhật như bên dưới.
Ở mỗi góc của hình chữ nhật ta viết mỗi alen. Ví dụ ở trên cơ thể có kiểu gen AAaa nên ta viết 2 góc có alen A và 2 góc có alen a. Sau đó ta sẽ nối các cạnh và 2 đường chéo để được số loại và tỉ lệ giao tử như sau: Số giao tử AA = 1Số giaotử aa = 1Số giao tử Aa = 4 Vậy cơ thể tứ bội có kiểu gen AAaa giảm phân sẽ cho ra 3 loại giao tử lưỡng bội là AA, aa và Aa với tỉ lệ: 1/6AA : 4/6Aa : 1/6aa.
Tất nhiên là ta chỉ xét một gen nào đó trong thể tứ bội và dạng này đề cũng đề cập 1 gen nào …

Tính tổng số nuclêôtit trong ADN hay Gen

ADN là một đại phân tử sinh học được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân các đơn phân là nucleotit. Trong tự nhiên thì phân tử ADN có nhiều dạng cấu trúc nhưng dạng phổ biến nhất là cấu trúc ADN theo dạng B; Trong chương trình sinh học phổ thông thi chúng ta cũng chủ yếu bàn đến cấu trúc dạng B của ADN mà thôi.
Nếu bạn chưa biết cấu trúc ADN dạng B như thế nào thì hãy xem trước bài viết cấu trúc dạng B của phân tử ADN; Còn ở đây chúng ta chủ yếu bàn đến cách vận dụng lý thuyết về ADN vào giải những bài tập cụ thể liên quan đến cấu trúc ADN dạng B. Trước hết chúng ta bắt đầu với dạng bài tập đơn gian nhất trong series bài vết giải bài tập ADN cơ bản, và đây là bài đầu tiên sẽ hướng dẫn cách tính số nuclêôtit trong phân tử ADN (hay gen) khi biết một trong các đại lượng như: chiều dài ADN, khối lượng ADN, số liên kết hóa trị, số vòng xoắn. Sau đây chúng ta sẽ xem ví dụ về tính số nuclêôtit của ADN (có thể là phân tử ADN hoàn chỉnh hay chỉ là một đoạn ADN) cho từng trường hợp cụ thể:
Khi biết…
-