(1,5 điểm)

Alcapton niệu là một rối loạn chuyển hoá bẩm sinh do khiếm khuyết trong một enzyme tham gia vào con đường phân giải amino acid tyrosine. Người đồng hợp tử về allele đột biến không thể tạo ra enzyme có chức năng bình thường và cơ chất của enzyme - homogentisic acid bị tích luỹ nhiều trong cơ thể, gây ra các triệu chứng bệnh như sỏi thận, sỏi tuyến tiền liệt, nước tiểu sậm màu, … Năm 1996, các nhà khoa học ở Tây Ban Nha đã nhân bản và giải trình tự bộ gene mã hoá enzyme bình thường và các allele đột biến. Dưới đây là trình tự kiểu dại một phần của gene mã hóa protein với trình amino acid ở bên dưới.

5’... TTG ATA CCC ATT GCC ...3’

                                         ... Leu    Ile    Pro  Ile    ala ...

Dưới đây là trình tự tương ứng của một trong các alle đột biến. Sử dụng bảng mã di truyền để trả lời các câu hỏi sau:

5’... TTG ATA TCC ATT GCC ...3’

a) Xác định dạng đột biến. Giải thích. Chuỗi amino acid tạo ra bởi alen đột biến sẽ thay đổi như thế nào?

b) Tại sao đột biến này ảnh hưởng đến chức năng bình thường của enzyme?

c) Giải thích vì sao nhiều đột biến điểm xuất hiện tại vị trí chứa cặp G-C.

a

Xét phả hệ A:

- Nếu bố bị bệnh thì tất cả con gái sinh ra đều bị bệnh, bố bình thường thì tất cả con gái sinh ra đều bình thường; mẹ bị bệnh sinh ra hầu hết con trai bị bệnh, mẹ bình thường sinh ra tất cả con trai đều bình thường. Vì thế, gene gây bệnh nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X.

- Mẹ bị bệnh sinh ra cả con trai bị bệnh và cả con trai bình thường, trong khi bố không bị bệnh sinh con gái bình thường à cơ thể mẹ có kiểu gene dị hợp. Như vậy, gen gây bệnh là gene trội.

Vậy, cơ chế di truyền chi phối gene biểu hiện bệnh ở phả hệ A di truyền theo cơ chế di truyền liên kết giới tính do gene trội trên nhiễm sắc thể giới tính X.

0,5

Xét phả hệ B:

- Gene biểu hiện bệnh ở phả hệ B không thể là gene trội trên trên NST giới tính X vì cả 2 thế hệ II và III đều không có hiện tượng di truyền chéo. Vậy, 2 gene biểu hiện bệnh ở 2 gia đình ở trên không di truyền theo cùng một cơ chế.

0,5

b

- Ở phả hệ A, gene biểu hiện bệnh là gen trội trên nhiễm sắc thể giới tính X à cơ di truyền liên kết giới tính do gene trội nằm trên nhiễm sắc thể X là cơ chế duy nhất chi phối sự di truyền bệnh này.

- Ở phả hệ B, do bố truyền bệnh cho con trai, nhưng ở thế hệ sau lại xuất hiện con trai không bị bệnh và con gái bị bệnh à gene quy định tính trạng bệnh không nằm trên nhiễm sắc thể Y. Do ở câu a) chúng ta đã khẳng định gene biểu hiện bệnh không phải là gene trội trên NST X và từ phả hệ chúng ta cũng có thể khẳng định chắc chắn không phải di truyền do gene trong ty thể. Như vậy, chỉ có các trường hợp gene trội trên NST thường, gene lặn trên NST thường và gene lặn trên NST giới tính X. Trong số này, khả năng gene gây bệnh là gene trội trên NST thường là nhiều khả năng nhất do có hiện tượng truyền trực tiếp từ cá thể “đực” sang cá thể “đực”, xuất hiện ở mọi thế hệ, cả “đực” và “cái” trong cùng thế hệ đều biểu hiện.

0,5

Hai trường hợp còn lại (gene lặn trên NST thường và NST X) ít khả năng hơn vì:

+) Nếu gene lặn trên NST thường thì cả 2 người vợ ở thế hệ I và II có kiểu gene dị hợp. Trong khi lặn thường do “đột biến mất chức năng” và thường là “allele gây bệnh ở người” nên xác suất thấp hơn.

+) Nếu gene lặn trên NST X, thì cũng giống trường hợp lặn trên NST thường, 2 người vợ của thế hệ I và II có kiểu gen dị hợp tử và người chồng của con gái thứ 4 (thế hệ II) không mang gene gây bệnh, hoặc do “tình cờ” xuất hiện đột biến mới trong dòng tế bào sinh dục trong phạm vi các cá thể thế hệ I và II của phả hệ này. Xác suất đồng thời xảy ra các sự kiện trên là thấp hơn.

0,5

- P thuần chủng về đột biến mắt xù xì à F1: 100% ruồi cái kiểu dại à hai đột biến thuộc về hai gene khác nhau (tương tác bổ sung trong sự quy định kiểu hình mắt hay 2 gene không allele với nhau) à F1 dị hợp tử và 2 cặp gene, đột biến là lặn, kiểu dại là trội

- Qui ước hai cặp gene tương ứng là A/a và B/b

- Kiểu hình ở F1 không đồng đều ở 2 giới: 100% ruồi cái mắt kiểu dại; 100% ruồi đực mắt xù xì à gene quy định màu mắt nằm trên nhiễm sắc thể giới tính

- Từ số lượng cá thể đời lai F2 à Tỉ lệ kiểu hình ở F2 là:

+ Con cái: mắt kiểu dại : mắt xù xì =1:1

+ Con đực: mắt kiểu dại = 12,8%, mắt xù xì = 87,2%

- Nếu hai gene phân ly độc lập, F1 x F1 không thể cho tỉ lệ phân ly ở F2 như đầu bài đã nêu à 2 gene liên kết không hoàn toàn trên nhiễm sắc thể X, xảy ra hoán vị gene trong giảm phân tạo giao tử của ruồi cái

- P: Ruồi cái dòng đột biến A (X_a^BX_a^B) x Ruồi đực dòng đột biến B (X_A^bY) à F1: ruồi cái (XX) 100% mắt kiểu dại

à Ruồi cái F1 có kiểu gene dị hợp tử chéo: X_a^BX_a^B.

- F2: 12,8% số ruồi đực có mắt kiểu dại X_A^BY được tạo thành từ giao tử hoán vị gen X_A^B của ruồi cái à Tần số hoán vị gene = 12,8 x2 = 25,6%

- Sơ đồ lai từ P à F2:

P:                            X_a^BX_a^B     x     X_A^bY

F1:         X_a^BX_A^b 100% ruồi cái mắt kiểu dại : X_a^BY 100% ruồi đực mắt xù xì

G_F1:                  X_a^B      X_A^bX_A^B     X_a^b                          X_a^B    Y

                   38,2% 38,2% 12,8% 12,8%                              50% 50%

F2:         Con cái: 50% mắt kiểu dại : 50% mắt xù xì

            Con đực: 12,8% mắt kiểu dại : 87,2% mắt xù xì.

2,5