BẢN ĐỒ DI TRUYỀN BẢN ĐỒ DI TRUYỀN KHÁI NIỆM VỀ BẢN ĐỒ DI TRUYỀN KHÁI NIỆM VỀ BẢN ĐỒ DI TRUYỀN - - Khi nghiên cứu cấu trúc di truyền của một loài Khi nghiên cứu cấu trúc di truyền của một loài sinh vật, một cá thể, một NST hoặc một gen… sinh vật, một cá thể, một NST hoặc một gen… người ta thu được các dữ liệu di truyền bằng hình người ta thu được các dữ liệu di truyền bằng hình dạng: kích thước, màu sắc của NST hoặc bằng độ dạng: kích thước, màu sắc của NST hoặc bằng độ lớn, vị trí sắp xếp của gen, các nucleotid tạo nên lớn, vị trí sắp xếp của gen, các nucleotid tạo nên các loại bản đồ di truyền khác nhau. các loại bản đồ di truyền khác nhau. - - Tùy theo phương pháp nghiên cứu mà người ta Tùy theo phương pháp nghiên cứu mà người ta chia bản đồ di truyền thành nhiều loại khác nhau: chia bản đồ di truyền thành nhiều loại khác nhau: bản đồ di truyền liên kết, bản đồ di truyền tế bào, bản đồ di truyền liên kết, bản đồ di truyền tế bào, bản đồ vật lý, bản đồ trình tự gen. bản đồ vật lý, bản đồ trình tự gen. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BẢN ĐỒ DI TRUYỀN LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BẢN ĐỒ DI TRUYỀN  Năm 1910, Morgan đã xây dựng bản đồ liên kết gen ruồi Năm 1910, Morgan đã xây dựng bản đồ liên kết gen ruồi dấm. dấm.  Năm 1934, phát hiện NST khổng lồ ở ruồi dấm, xây dựng Năm 1934, phát hiện NST khổng lồ ở ruồi dấm, xây dựng được bản đồ di truyền tế bào. được bản đồ di truyền tế bào.  1957, Wallman xây dựng bản đồ giao nạp ở vi khuẩn. 1957, Wallman xây dựng bản đồ giao nạp ở vi khuẩn.  Năm 1970 xây dựng bản đồ giới hạn. Năm 1970 xây dựng bản đồ giới hạn.  1977 Sanger xây dựng bản đồ trình tự gen đầu tiên của 1977 Sanger xây dựng bản đồ trình tự gen đầu tiên của thực khuẩn thể thực khuẩn thể ϕ ϕ X174. X174.  Tới nay đã lập được bản đồ trình tự gen ở nhiều sinh vật Tới nay đã lập được bản đồ trình tự gen ở nhiều sinh vật (ở người, cây lúa…) (ở người, cây lúa…) MỘT SỐ LOẠI BẢN ĐỒ CHỦ YẾU MỘT SỐ LOẠI BẢN ĐỒ CHỦ YẾU Hiện nay có nhiều loại bản đồ di truyền như: Hiện nay có nhiều loại bản đồ di truyền như: - Bản đồ hình thái NST (bản đồ kiểu nhân: Karyotype map) Bản đồ hình thái NST (bản đồ kiểu nhân: Karyotype map) - Bản đồ di truyền liên kết (Genetic map) Bản đồ di truyền liên kết (Genetic map) - Bản đồ di truyền giao nạp (Conjugation map) Bản đồ di truyền giao nạp (Conjugation map) - Bản đồ di truyền tế bào (Cytogenetic map) Bản đồ di truyền tế bào (Cytogenetic map) - Bản đồ lai phóng xạ (Radiantion Hybrides map) Bản đồ lai phóng xạ (Radiantion Hybrides map) - Bản đồ di truyền giới hạn (Restriction map) Bản đồ di truyền giới hạn (Restriction map) - Bản đồ vật lý (Physical map) Bản đồ vật lý (Physical map) - Bản đồ trình tự gen (Sequence map) Bản đồ trình tự gen (Sequence map) MỨC ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA MỘT SỐ LOẠI BẢN ĐỒ DI TRUYỀN Bản đồ hình thái NST Bản đồ di truyền tế bào Marker 1 Marker 2 Marker 3 Bản đồ di truyền liên kết Gen Bản đồ lai phóng xạ Gen Bản đồ giới hạn Bản đồ trình tự gen TTAGCTGATCCGGATCTA Bản đồ vật lý (BAC, YAC, RPLP…) Gen BẢN ĐỒ HÌNH THÁI NST BẢN ĐỒ HÌNH THÁI NST - - Được xây dựng bằng phương pháp nhuộm băng. Được xây dựng bằng phương pháp nhuộm băng. - - Sử dụng kỹ thuật cố định NST ở kỳ giữa của quá Sử dụng kỹ thuật cố định NST ở kỳ giữa của quá trình phân bào giảm phân, loại protein, nhuộm trình phân bào giảm phân, loại protein, nhuộm với thuốc nhuộm. với thuốc nhuộm. - - Quan sát dưới kính hiển vi, hình dạng NST được Quan sát dưới kính hiển vi, hình dạng NST được biểu hiện ở các vệt (band) màu đậm nhạt khác biểu hiện ở các vệt (band) màu đậm nhạt khác nhau trong cấu trúc NST. nhau trong cấu trúc NST. - - Tùy thuộc vào vị trí tâm động,hình thái NST có Tùy thuộc vào vị trí tâm động,hình thái NST có thể chia thành nhiều dạng khác nhau. thể chia thành nhiều dạng khác nhau. PH NG PHÁP L P B N Đ NSTƯƠ Ậ Ả Ồ PH NG PHÁP L P B N Đ NSTƯƠ Ậ Ả Ồ  Bản đồ NST có thể xây dựng trên một NST Bản đồ NST có thể xây dựng trên một NST hoặc toàn bộ NST. hoặc toàn bộ NST.  Bản đồ nhuộm băng của tất cả NST được gọi là Bản đồ nhuộm băng của tất cả NST được gọi là bản đồ kiểu nhân. bản đồ kiểu nhân.  Nguyên lý dựa vào độ đậm nhạt của các băng Nguyên lý dựa vào độ đậm nhạt của các băng có thể xác định được sự khác nhau về cấu trúc có thể xác định được sự khác nhau về cấu trúc NST. NST.  Bằng phương pháp nhuộm màu khác nhau sẽ Bằng phương pháp nhuộm màu khác nhau sẽ thu được các băng khác nhau. Dựa vào khóa thu được các băng khác nhau. Dựa vào khóa phân loại chuẩn có thể xác định được vị trí phân phân loại chuẩn có thể xác định được vị trí phân loại của các cá thể sinh vật loại của các cá thể sinh vật CÁC PH NG PHÁP NHU M BĂNGƯƠ Ộ CÁC PH NG PHÁP NHU M BĂNGƯƠ Ộ  Nhuộm băng G: Nhuộm băng G: Cố định NST và loại bỏ protein bằng Cố định NST và loại bỏ protein bằng NaOH, sau đó nhuộm giemsa. Thu được các NST có các NaOH, sau đó nhuộm giemsa. Thu được các NST có các màu đậm nhạt khác nhau. Vùng đậm là vùng giàu A-T, màu đậm nhạt khác nhau. Vùng đậm là vùng giàu A-T, vùng nhạt là vùng giàu G-C. vùng nhạt là vùng giàu G-C.  Nhuộm băng R: Nhuộm băng R: Cố định NST, gây biến tính DNA bằng Cố định NST, gây biến tính DNA bằng nhiệt sau đó nhuộm giemsa. Kết quả vùng đậm giàu G- nhiệt sau đó nhuộm giemsa. Kết quả vùng đậm giàu G- C, vùng nhạt giàu A-T. C, vùng nhạt giàu A-T.  Nhuộm băng Q: Nhuộm băng Q: Nhuộm bằng quinacrin. Vùng đậm Nhuộm bằng quinacrin. Vùng đậm giàu A-T, vùng nhạt giàu G-C. giàu A-T, vùng nhạt giàu G-C.  Nhuộm băng C: Nhuộm băng C: Biến tính DNA trên NST bằng Natri Biến tính DNA trên NST bằng Natri bão hòa, sau đó nhuộm giemsa. Băng sẫm là các vùng dị bão hòa, sau đó nhuộm giemsa. Băng sẫm là các vùng dị nhiễm sắc. nhiễm sắc. QUY C Đ C B N Đ NSTƯỚ Ọ Ả Ồ QUY C Đ C B N Đ NSTƯỚ Ọ Ả Ồ Tâm động Cánh ngắn Cánh dài - Lấy tâm động làm chuẩn gốc - Phần cánh ngắn: Kí hiệu p - Phần cánh dài: Kí hiệu q - Những phần nhỏ hơn trong các vệt được đánh số thứ tự tương ứng được ngăn cách bởi dấu “.” - Số thứ tự của NST được để trước p hoặc q NST thứ 12 12q2.6.2 12p1.1.2.3 BẢN ĐỒ DI TRUYỀN LIÊN KẾT BẢN ĐỒ DI TRUYỀN LIÊN KẾT  Được T. Morgan xây dựng đầu tiên vào năm 1910 – 1913 Được T. Morgan xây dựng đầu tiên vào năm 1910 – 1913 trên ruồi giấm. trên ruồi giấm.  Xây dựng dựa trên tần số tái tổ hợp giữa các locus gen Xây dựng dựa trên tần số tái tổ hợp giữa các locus gen trên cặp NST tương đồng. trên cặp NST tương đồng.  Tần số tái tổ hợp giữa các locus gen là tần số trao đổi Tần số tái tổ hợp giữa các locus gen là tần số trao đổi chéo hoán vị gen, xảy ra giữa các locus gen của các cặp chéo hoán vị gen, xảy ra giữa các locus gen của các cặp NST tương đồng trong giảm phân. NST tương đồng trong giảm phân.  Tần số tái tổ hợp được xác định bằng tỷ lệ các cá thể tổ Tần số tái tổ hợp được xác định bằng tỷ lệ các cá thể tổ hợp/tổng số các cá thể thu được trong quần thể đời con. hợp/tổng số các cá thể thu được trong quần thể đời con. Từ đó xác định được khoảng cách tương đối giữa các gen Từ đó xác định được khoảng cách tương đối giữa các gen trên NST, tính bằng đơn vị centimorgan (cM). trên NST, tính bằng đơn vị centimorgan (cM). [...]... thước >10Mb Có thể xác định được tính đa hình di truyền của loài, phân tích bệnh lý, đột biến cấu trúc NST Hiện nay với phương pháp FISH có thể xác định được các đoạn NST kích thước từ 1-2Mb với độ chính xác cao BẢN ĐỒ DI TRUYỀN TẾ BÀO BẢN ĐỒ DI TRUYỀN TẾ BÀO Ở NGƯỜI BẢN ĐỒ LAI PHÓNG XẠ       Được phát hiện năm 1970, hoàn thiện năm 1990 Là bản đồ di truyền được xây dựng trên cơ sở khuyếch đại...BẢN ĐỒ DI TRUYỀN LIÊN KẾT (Tiếp)…       1 cM = 1% tần số trao đổi chéo giữa 2 cặp gen 1cM được xác định tương đương với 1Mb so với các bản đồ khác Bản đồ di truyền liên kết chỉ xác định được vị trí tương đối giữa các gen trên NST, không xác định được chính xác vị trí và kích thước của gen Do xây dựng trên cơ sở tần số tái tổ hợp giữa 2 locus gen nên độ chính xác thấp Việc thiết lập bản đồ. .. tần số tái tổ hợp giữa 2 locus gen nên độ chính xác thấp Việc thiết lập bản đồ vô cùng phức tạp nhưng có vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu di truyền học Đã có nhiều phần mềm được xây dựng làm tăng độ chính xác BẢN ĐỒ DI TRUYỀN GIAO NẠP Là bản đồ di truyền bộ gen của vi khuẩn  Được Wallman xây dựng với E.coli năm 1957 trên cơ sở giao nạp ngắt quãng ở từng thời điểm xác định  Ở vi khuẩn E.coli... lượng, kích thước các đoạn cắt trong mỗi loại bản đồ vật lý mang đặc trưng riêng tạo nên các loại bản đồ có độ chính xác khác nhau Bản đồ vật lý có ý nghĩa quan trọng giúp lưu trữ thông tin di truyền của cá thể và các loài sinh vật trong các nghiên cứu đa dạng sinh học và vốn gen của các loài sinh vật Là giai đoạn đầu thực hiện kỹ thuật giải trình tự gen BẢN ĐỒ TRÌNH TỰ GEN • • • • • Được xây dựng trên... enzym PHƯƠNG PHÁP LẬP BẢN ĐỒ GIỚI HẠN    Tách chiết DNA mẫu nghiên cứu và thực hiện PCR tạo ra một lượng DNA cần thiết Lựa chọn các enzym giới hạn thích hợp, xử lý enzym giới hạn các mẫu trong điều kiện thích hợp Điện di kết quả trên gel agarose cùng với thang DNA chuẩn, tính toán kết quả và lập bản đồ VÍ DỤ VỀ LẬP BẢN ĐỒ GIỚI HẠN Sử dụng enzyme Hind III và Bam HI Kết quả điện di có được Bằng tính... trường dinh dưỡng thích hợp làm dung hợp nhân hai tế bào Sử dụng PCR để nhân các đoạn DNA lạ cài gắn trong thể khảm của tế bào lai Tập hợp kết quả xây dựng bản đồ lai SƠ ĐỒ LẬP BẢN ĐỒ LAI PHÓNG XẠ Dung hợp nhân giữa tế bào cho và tế bào nhận Tế bào lai phóng xạ Lựa chọn tế bào lai phóng xạ Tế bào lai 1 có 12 đoạn NST được lai Tế bào lai 2 có 14 đoạn NST được lai Tế bào lai 3 có 4 đoạn NST được lai BẢN ĐỒ... thời kỳ lấy từng ống nghiệm đưa vào máy rung làm ngừng quá trình giao nạp Nuôi cấy trên môi trường chọn lọc để kiểm tra Tổng hợp kết quả thu được Lập bản đồ gen tính bằng đơn vị phút 0 Bắt đầu giao nạp 5 10 thr, azi ton leu 15 20 lac 25 phút gal BẢN ĐỒ DI TRUYỀN TẾ BÀO       Xây dựng trên cơ sở phần khác nhau của NST bắt màu khác nhau với thuốc nhuộm đặc hiệu tạo thành các băng màu khác nhau Thường... đoạn NST được lai Tế bào lai 3 có 4 đoạn NST được lai BẢN ĐỒ GIỚI HẠN      Là bản đồ giới hạn thể hiện số lượng và kích thước các đoạn DNA bị cắt bằng enzym giới hạn Một phân tử khi sử dụng các loại enzym khác nhau có thể cho nhiều đoạn cắt khác nhau hình thành nên các bản đồ giới hạn khác nhau Khi xây dựng bản đồ phải ghi rõ loại enzym giới hạn, số lượng, kích thước đoạn cắt Được sử dụng trong... tế bào F- thông qua ống giao nạp  BẢN ĐỒ DI TRUYỀN GIAO NẠP (tiếp)… Các gen trong Hfr và F-: + Hfr: thr+, leu+, aziR, tonAR, lac+, strR + F- : thr-, leu-, azis, tonAs, lac-, gal-, strs - (-) mất khả năng tổng hợp, - (+) có khả năng tổng hợp - strR: chịu được chất kháng sinh - azis: mẫn cảm với độ acid của môi trường - tonAs: mẫn cảm với phage T1 PHƯƠNG PHÁP LẬP BẢN ĐỒ GIAO NẠP      Nuôi Hfr và... sẽ xác định được trình tự các đoạn trong bộ gen Từ đây thiết lập nên bản đồ giới hạn Tuy nhiên, nếu với số lượng enzym giới hạn lớn thì việc tính toán gặp rất nhiều khó khăn HinIII + Bam HI Hin III 2.8kb Bam HI 1.8kb 1.2kb 1.8kb 1.3kb 1.0kb 0.9kb 0.9kb 0.3kb 0 1.8 1.8 2.8 1.0 3.3 0.3 4.0 kb 0.9 BẢN ĐỒ VẬT LÝ       Là loại bản đồ được xây dựng từ các đoạn DNA được phân cắt từ bộ gen Các đoạn DNA . đồ di truyền liên kết, bản đồ di truyền tế bào, bản đồ vật lý, bản đồ trình tự gen. bản đồ vật lý, bản đồ trình tự gen. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BẢN ĐỒ DI TRUYỀN. BẢN ĐỒ DI TRUYỀN BẢN ĐỒ DI TRUYỀN KHÁI NIỆM VỀ BẢN ĐỒ DI TRUYỀN KHÁI NIỆM VỀ BẢN ĐỒ DI TRUYỀN - - Khi nghiên cứu cấu trúc di truyền của một