Đột biến gen là gì? Các dạng đột biến gen

Đột biến gen có ý nghĩa quan trọng để tạo ra các giống mới, tạo nên sự đa dạng sinh học. Tuy nhiên, đột biến gen cũng để lại nhiều hậu quả nguy hiểm. Vậy đột biến gen là gì? Các dạng đột biến gen? Hậu quả, vai trò của đột biến gen là gì? Tất cả những câu hỏi thắc mắc trên sẽ được giải đáp kỹ hơn trong bài viết dưới đây!

Đột biến gen là gì?

Đột biến gen là sự biến đổi trong cấu trúc gen, liên quan đến một hoặc một số cặp nuclêôtit (nu) xảy ra tại một vị trí nào đó trên ADN. Điều này khiến cho trình tự gen bị thay đổi, không có cấu trúc đúng với giống loài ban đầu. 

Ví dụ: đột biến gen khiến cho rắn có 2 đầu, đột biến gen lặn gây nên bệnh bạch tạng, đột biến gen trội khiến cho bàn tay con người có 6 ngón và ngắn. 

Trong tự nhiên, các gen có khả năng bị đột biến nhưng xuất hiện với tần số khá thấp. Trong môi trường nhân tạo, vì có thể chủ động sử dụng các tác nhân đột biến nên có thể tăng tần số đột biến. Đồng thời cũng có thể định hướng vào 1 gen cụ thể để tạo ra những sản phẩm mới, có giá trị, phục vụ cho hoạt động sản xuất và đời sống. 

Đột biến gen là gì?

Phân loại đột biến gen

Có 2 loại đột biến gen chính: 

• Đột biến di truyền: Đột biến này được di truyền từ đời cha mẹ và hiện diện ở đời con cháu. Đột biến di truyền hay còn được gọi là đột biến dòng mầm vì chúng đã có sẵn trong tế bào tinh trùng hoặc trứng. Sau khi được thụ tinh, tế bào trứng sẽ nhận DNA từ cả bố và mẹ. Nếu DNA có đột biến thì đứa trẻ được hình thành từ tế bào trứng đó sẽ có đột biến trong tế bào của mình. 
• Đột biến mắc phải (đột biến xôma): Thường xảy ra tại một thời điểm nào đó và thường chỉ có trong một số tế bào nhất định, không xảy ra trong mọi tế bào của cơ thể. Những thay đổi này có thể bị gây ra do các yếu tố môi trường hoặc do lỗi xảy ra trong quá trình phân chia tế bào khi DNA tự sao chép. Loại đột biến chỉ diễn ra trong tế bào xôma, không có trong tế bào trứng hay tinh trùng nên không di truyền cho các thế hệ sau. 

Nguyên nhân dẫn đến đột biến gen là gì?

Đột biến gen có thể xuất hiện trong điều kiện tự nhiên hoặc do chính con người tạo ra. Cụ thể như sau: 

• Tự nhiên: Sự ảnh hưởng của môi trường bên trong và bên ngoài cơ thể dẫn đến sự rối loạn hoặc sai sót trong quá trình nhân đôi hoặc sao chép của ADN. 
• Nhân tạo: Con người có thể tạo ra đột biến bằng cách sử dụng các tác nhân vật lý, sinh học và hóa học. 

Ví dụ: Máy bay Mỹ rải chất độc màu da cam xuống Việt Nam trong chiến tranh. Các thành phần trong chất độc ngấm vào cơ thể người và gây ra nhiều biến dị nguy hiểm như: bại não, tứ chi ngắn. trí não kém phát triển,... => Đây là một minh chứng điển hình về hiện tượng đột biến do con người tạo ra. 

Bàn tay dị tật có 6 ngón

Các dạng đột biến gen

Đột biến thay thế

Đột biến này xảy ra khi 1 cặp nu bị thay thế bởi 1 cặp nu khác. Điều này có thể sẽ làm thay đổi trình tự của axit amin trong chuỗi polipeptit; từ đó làm thay đổi chức năng của protein do gen tạo ra. Đột biến thay thế có thể dẫn đến một số hậu quả như:

• Đột biến nhầm nghĩa: Biến đổi bộ 3 quy định axit amin này thành 1 bộ 3 quy định axit amin khác. 
• Đột biến vô nghĩa: Thay đổi bộ 3 quy định axit amin này thành 1 bộ 3 kết thúc, không quy định axit amin nào cả. 
• Đột biến đồng nghĩa: Biến đổi bộ 3 quy định axit amin này thành 1 bộ 3 khác nhưng lại cùng mã hóa 1 loại axit amin. 

Đột biến thay thế cặp nu

Đột biến thêm hoặc bị mất cặp nu

Một cặp nu có thể được thêm vào hoặc bị mất đi. Điều này dẫn đến hiện tượng đọc sai mã di truyền bắt đầu từ vị trí xảy ra đột biến. Hệ quả làm thay đổi trình tự các axit amin trong chuỗi polipeptit. 

Đảo vị trí của các cặp nu

• Khi đảo vị trí của 2 cặp nu thuộc 2 bộ 3 khác nhau có thể làm thay đổi 2 axit amin tương ứng. 
• Khi vị trí của 2 cặp nu trong bùng 1 bộ 3 bị thay đổi sẽ làm thay đổi 1 axit amin. 

Hậu quả và ý nghĩa của đột biến gen là gì?

Hậu quả của đột biến gen

Đột biến gen làm thay đổi trình tự các axit amin, từ đó gây ra nhiều đột biến có hại, làm giảm sức sống của sinh vật. Nguyên nhân là bởi đột biến gen đã phá vỡ cấu trúc hài hòa, tồn tại lâu đời trong đời sống, đã trải qua quá trình chọn lọc tự nhiên, được duy trì và tồn tại qua nhiều thế hệ. 

Ví dụ về đột biến gen có hại: 

• Đột biến gen làm mất khả năng tổng hợp của cây mạ, khiến lá và thân của nó có màu trắng thay vì màu xanh như bình thường. 
• Đột biến gen khiến lợn con sinh ra có đầu và chân sau dị dạng. Những cá thể này thường bị chết yểu, tỷ lệ sống sót thấp. 
• Đột biến gen ở cây lúa khiến cây bị cứng và ra nhiều bông lép, làm giảm năng suất. 

Đột biến gen khiến lúa ra nhiều bông lép, làm giảm năng suất

Ý nghĩa của đột biến gen

Ngoài những hậu quả trên, các nhà khoa học đã lợi dụng đặc điểm của đột biến gen trong nhân tạo để ứng dụng trong đời sống thực tiễn. 

• Đối với tiến hóa: Đột biến gen hình thành nên nhiều alen khác nhau. Đây là nguồn cung cấp nguyên liệu quan trọng phục vụ cho quá trình tiến hóa của sinh vật. 
• Đối với thực tiễn: Đột biến gen cung cấp nguồn nguyên liệu quan trọng cho quá trình tạo giống, hình thành nên các giống (chủ yếu là thực vật và vi sinh vật) góp phần tăng năng suất cây trồng. 

Ví dụ về đột biến gen có lợi: 

• Năm 1994, cà chua FlavrSavr - loại cây trồng biến đổi gen đầu tiên được phê chuẩn bán tại Mỹ có thời gian bảo quản lâu hơn so với các loại cà chua thông thường.
• Năm 2000, các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ đột biến gen để sản xuất ra hạt gạo vàng có giá trị dinh dưỡng cao hơn. 
• Ngoài ra, có rất nhiều loại cây trồng đột biến gen đã được ghi nhận và trồng trong thực tế, mang lại hiệu quả kinh tế cao. 

Trên đây là bài viết chia sẻ về đột biến gen là gì, hy vọng sẽ mang đến cho bạn đọc những thông tin hay và bổ ích.