Giải thích về nguồn gốc của các nhiễm sắc thể trong mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong tế bào của cơ thể sinh vật lưỡng bội

Câu hỏi: Dựa vào hiểu biết của em về sự thụ tinh, hãy giải thích về nguồn gốc của các nhiễm sắc thể trong mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong tế bào của cơ thể sinh vật lưỡng bội.

Lời giải:

Bộ NST đơn bội chứa các cặp NST tương đồng. Trong cặp NST tương đồng, 1 NST có nguồn gốc từ bố, 1 NST có nguồn gốc từ mẹ vì thụ tinh tạo hợp là sự kết hợp của 2 bộ NST trong giao tử đực và cái tạo bộ NST lưỡng bội. Do đó các gen trên cặp NST tương đồng cũng tồn tại thành từng cặp tương ứng.

Kiến thức bổ sung về cấu trúc và chức năng của nhiễm sắc thể

1. Cấu trúc của nhiễm sắc thể

Nhiễm sắc thể được cấu tạo bởi ADN và protein, hai loại vật chất này được gọi là chất nhiễm sắc. Mỗi đoạn ADN gồm 146 cặp nuclêôtit quấn quanh khối cầu gồm 8 phân tử protein histon tạo nên nucleosome. 

Một phân tử protein histon và một đoạn phân tử ADN chính là công cụ nối các nucleoxom kế tiếp nhau. Chuỗi này được gọi là chuỗi polinucleoxom, tức là sợi cơ bản. Sợi cơ bản có đường kính bằng 11nm.

Khi sợi cơ bản xoắn ba lần:

Xoắn lần một: tạo ra sợi nhiễm sắc với đường kính 30nm.

Xoắn lần hai: tạo ra sợi siêu xoắn, đường kính 300nm.

Xoắn lần ba: tạo thành sợi cromatit, đường kính 700nm.

Chính nhờ sự xoắn cực đại như vậy NST thu gọn cấu trúc không gian 15.000 - 20.000 lần so với chiều dài phân tử ADN, giúp cho quá trình phân li, tổ hợp cũng như quá trình di chuyển thuận lợi hơn.

2. Chức năng của nhiễm sắc thể

Lưu trữ thông tin di truyền: nhiễm sắc thể mang gen chứa thông tin di truyền, mỗi gen chiếm một vị trí xác định trên nhiễm sắc thể. Các gen trên cùng một nhiễm sắc thể được di truyền cùng nhau

Bảo quản thông tin di truyền: thông tin trên nhiễm sắc thể được bảo quản nhờ cấu trúc đặc biệt của nhiễm sắc thể.

Truyền đạt thông tin di truyền: thông tin di truyền trên nhiễm sắc thể được truyền đạt từ thế hệ này sang thế hệ khác nhờ cơ chế nhân đôi, phân li và tổ hợp nhiễm sắc thể thông qua quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh.

Điều hòa hoạt động của gen thông qua hoạt động cuộn xoắn và tháo xoắn nhiễm sắc thể chỉ được thực hiện được khi nhiễm sắc thể tháo xoắn trở thành ADN dạng mạch thẳng.