Đột biến gen là gì? Đột biến gen là sự thay đổi vĩnh viễn tạo nên một gen mới trong trình tự DNA. Quá trình này khiến gen khác với các gen bình thường được tìm thấy ở số đông sinh vật. Mức độ đột biến gen có thể ảnh hưởng đến khối cấu tạo DNA đơn lẻ cũng như đoạn lớn nhiễm sắc thể. Cùng Viet Chem tìm hiểu thêm thông tin qua bài viết sau đây.
1. Đột biến gen là gì?
Đột biến gen là gì? Đột biến gen là sự thay đổi vĩnh viễn tạo nên một gen mới trong trình tự DNA. Điều này khiến trình tự DNA đột biến khác với những gen được tìm thấy ở hầu hết mọi người. Mức độ đột biến gen có thể ảnh hưởng đến khối cấu tạo DNA đơn lẻ cũng như đoạn lớn nhiễm sắc thể gồm nhiều gen.
Hình 1: Đột biến gen là sự thay đổi vĩnh viễn tạo nên một gen mới trong trình tự DNA
Đột biến gen được phân loại thành 2 nhóm chính bao gồm: Đột biến di truyền dị hợp và Đột biến sinh dưỡng.
2. Nguyên nhân dẫn đến đột biến gen là gì?
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến đột biến gen, bao gồm các yếu tố tự nhiên và những yếu tố từ môi trường. Dưới đây là một số nguyên nhân gây đột biến gen phổ biến:
2.1. Lỗi trong quá trình sao chép DNA (Replication Errors)
Trong quá trình sao chép DNA, có thể xảy ra lỗi khi nucleotides (các đơn vị cơ bản của DNA) được sao chép. Điều này có thể dẫn đến thay đổi trong chuỗi gen.
Hình 2: Có nhiều nguyên nhân dẫn đến đột biến gen
2.2. Tác động của tia X và tia tử ngoại (Radiation)
Tia X, tia tử ngoại, và các loại tia ionizing khác có thể gây ra sự hư hại cho DNA, dẫn đến các đột biến gen. Ví dụ, tác động của tia tử ngoại có thể tạo ra thay đổi trong cấu trúc nucleotides.
2.3. Chất hóa học (Chemical Substances)
Nhiều chất hóa học có thể gây ra đột biến gen. Các chất này có thể là chất gây ung thư, chất làm tan mỡ (mutagens); Hoặc chất chống sâu bệnh được sử dụng trong nông nghiệp.
2.4. Tác động của virus (Viral Influence)
Một số loại virus có khả năng tích hợp vào gen của chủ nhân, dẫn đến sự thay đổi trong cấu trúc gen. Ví dụ, virus HIV tích hợp vào gen của tế bào nhiễm và có thể gây đột biến gen.
2.5. Điều kiện tự nhiên (Natural Conditions)
Một số đột biến gen xảy ra tự nhiên trong quá trình tiến hóa và di truyền. Các thay đổi như: Đột biến dị hợp có thể xuất hiện như một phần của sự đa dạng di truyền tự nhiên.
2.6. Lỗi trong quá trình phân tách chromosome (Chromosome Segregation Errors)
Trong quá trình phân tách cromosom, có thể xảy ra lỗi dẫn đến mất mát; Hoặc thêm vào các đoạn gen trong quá trình tái tạo tế bào.
2.7. Nhiệt độ và áp suất cao (High Temperature and Pressure)
Môi trường có nhiệt độ và áp suất cao có thể gây ra các thay đổi trong cấu trúc gen. Đặc biệt là khi tế bào đang chia tách hoặc sao chép DNA.
3. Các dạng đột biến gen thường gặp hiện nay
Một số dạng đột biến gen chính, phổ biến có thể kể đến như:
3.1. Đột biến thay thế (Missense Mutation)
Đây là loại đột biến khi một cặp cơ sở (nucleotide) trong gen bị thay thế bởi một cặp khác. Dẫn đến việc mã gen tạo ra một acid amin khác nhau trong chuỗi protein.
3.2. Đột biến vô nghĩa (Nonsense Mutation)
Trong loại này, một cặp cơ sở thay đổi dẫn đến việc mã gen tạo ra một codon dừng sớm. Làm cho protein bị rút ngắn và thường không hoạt động.
Hình 3: Một số dạng đột biến gen chính, phổ biến
3.3. Đột biến chèn (Insertion Mutation)
Đây là quá trình khi một hoặc nhiều cặp cơ sở được chèn thêm vào chuỗi gen. Có thể gây ra thay đổi lớn trong cấu trúc protein.
3.4. Đột biến mất điểm (Deletion Mutation)
Ngược lại với đột biến chèn, đột biến mất điểm là quá trình khi một hoặc nhiều cặp cơ sở bị mất khỏi chuỗi gen. Có thể dẫn đến việc mất mát hoặc thay đổi lớn trong protein.
3.5. Đột biến dịch khung (Frameshift Mutation)
Đột biến này xảy ra do chèn hoặc mất điểm một số cặp cơ sở không phải là bội số của 3. Điều này làm thay đổi “khung đọc” của gen và dẫn đến sự thay đổi lớn trong protein.
3.6. Đột biến nhân bản (Duplication Mutation)
Trong loại này, một phần của gen hoặc toàn bộ gen được sao chép và chèn vào gen khác. Điều này có thể dẫn đến sự tăng cường hoặc thay đổi các đặc tính của protein.
3.7. Đột biến lặp lại mở rộng (Repeat Expansion Mutation)
Đây là loại đột biến khi một chuỗi nucleotide ngắn (lặp lại) được nhân bản và mở rộng. Có thể gây ra các bệnh liên quan đến sự mất cân đối trong chuỗi gen.
Các loại đột biến gen này đều ảnh hưởng đến chức năng protein, có thể gây ra các tác động khác nhau đối với sinh vật.
4. Ảnh hưởng của đột biến gen là gì?
Dưới đây là một số ảnh hưởng phổ biến của đột biến gen:
Hình 4: Một số ảnh hưởng phổ biến của đột biến gen
- Thay đổi chức năng protein: Nếu đột biến xảy ra trong một gen mã hóa protein, có thể dẫn đến thay đổi trong cấu trúc, chức năng của protein. Ảnh hưởng đến nhiều quá trình sinh học, bao gồm: Quá trình enzymatic, tạo hình tế bào và các hành vi chuyển giao tín hiệu.
- Gây ra bệnh lý: Dây ra các bệnh lý di truyền. Ví dụ, đột biến trong gen BRCA1 và BRCA2 có thể tăng nguy cơ phát triển ung thư vú và tử cung.
- Ảnh hưởng đến tính di truyền: Một đặc tính hay bệnh lý trong gia đình.
- Tính chất sinh học mới: Tạo ra tính chất sinh học mới trong sinh vật. Ví dụ, cây trồng biến đổi gen có khả năng chống sâu bệnh hoặc chịu điều kiện môi trường khắc nghiệt hơn.
- Sự thích nghi và tiến hóa: Làm tăng sự thích nghi, làm nổi bật các biến thể có lợi trong quá trình tiến hóa.
- Dẫn đến các vấn đề sức khỏe: Đột biến gen liên quan đến quy trình điều tiết đường huyết có thể dẫn đến bệnh tiểu đường.
Viet Chem vừa chia sẻ, giải đáp thắc mắc đột biến gen là gì đến các bạn thông qua nội dung bài viết. Hy vọng bài viết đã mang đến các thông tin hữu ích về gen đến các bạn.
