Sự khác biệt chính - Nhiễm sắc thể so với Gene

DNA mang bản thiết kế di truyền và quyết định kiểu hình của một sinh vật. Nó cũng được coi như một cuốn sách lịch sử, kể lại quá trình tiến hóa của một loài. DNA thường tồn tại dưới dạng chuỗi xoắn kép. Nhiễm sắc thể được coi là dạng tổ chức cao nhất của DNA. Gen là một vị trí trên nhiễm sắc thể mã hóa protein. Các Sự khác biệt chính giữa nhiễm sắc thể và gen là nhiễm sắc thể là cấu trúc chứa nhiều protein nhất của DNA trong khi gen là một đoạn DNA nằm trên nhiễm sắc thể. Một nhiễm sắc thể đơn bao gồm nhiều gen trong khi một gen là một vị trí trên một nhiễm sắc thể.

Bài báo này nghiên cứu,

1. Nhiễm sắc thể là gì - Định nghĩa, Đặc điểm 2. Gene là gì - Định nghĩa, Đặc điểm 3. Sự khác biệt giữa nhiễm sắc thể và gen là gì

Nhiễm sắc thể là gì

Nhiễm sắc thể là cấu trúc cô đặc nhất của chuỗi xoắn kép DNA với protein. Một nhiễm sắc thể điển hình lưu trữ hàng nghìn gen. Sinh vật nhân sơ bao gồm một nhiễm sắc thể đơn, hình tròn chứa đầy các protein giống như histone. Sinh vật nhân thực bao gồm các nhiễm sắc thể lớn, tuyến tính. Sợi DNA có kích thước khoảng 145 bp được quấn quanh một lõi được tạo thành từ tám protein histone, tạo thành một cấu trúc được gọi là nucleosome. Sợi DNA ở cấp độ này ít cô đặc hơn và có cấu trúc giống như sợi chỉ. Nuclêôxôm gấp lại và cuộn lại để tạo ra sợi 250 nm được gọi là chất nhiễm sắc. Khả năng tiếp cận trình tự DNA của một gen cụ thể ở cấp độ này có thể điều chỉnh sự biểu hiện của gen đó. Chất nhiễm sắc tiếp tục được cuộn lại thành sợi 30 nm, tạo thành nhiễm sắc thể. Sự đóng gói này cung cấp tính toàn vẹn về cấu trúc cho chuỗi xoắn kép DNA. Con người có 46 nhiễm sắc thể trong bộ gen của họ: 22 cặp NST tương đồng cộng với 2 nhiễm sắc thể giới tính. Ngoài gen, nhiễm sắc thể chứa các vùng như nguồn gốc của quá trình sao chép, tâm động và telomere. Nguồn gốc sao chép bắt đầu quá trình nhân đôi DNA. Tâm động đảm bảo lưu trữ tất cả các nhiễm sắc thể f trong tế bào con trong sự kiện phân li của nhiễm sắc thể. Telomere bảo vệ các gen ở vùng cuối của nhiễm sắc thể không bị cắt ngắn. Các nhiễm sắc thể xuất hiện ở chuyển đoạn được sử dụng để tạo ra các karyotype nơi các bất thường nhiễm sắc thể được phân tích.

Hình 1: Nhiễm sắc thể

Gene là gì

Gen là một vùng (locus) của trình tự gen mã hóa một protein cụ thể. DNA được phiên mã thành mRNA; mRNA được dịch mã thành protein được gọi chung là tín điều trung tâm của sinh học phân tử. Gen được gọi là đơn vị phân tử của tính di truyền. Khái niệm hiện đại về gen bắt nguồn từ các nghiên cứu về sự di truyền các đặc điểm của Gregor Mendel vào những năm 1860.

Phần lớn các sinh vật sử dụng DNA làm vật liệu di truyền của chúng. Nói chung, bộ gen của con người bao gồm khoảng 20.000 gen. Cấu trúc của gen chủ yếu bao gồm hai đoạn, trình tự mã hóa và trình tự điều hòa. Chuỗi mã hóa chứa các exon và intron. Sinh vật nhân sơ không có nội quan. Ở sinh vật nhân chuẩn, các intron bị loại bỏ do sự nối các exon. Nhiều protein có thể đạt được bằng cách nối thay thế từ một gen duy nhất. Trình tự mã hóa cũng chứa các vùng chưa được dịch mã của RNA. Trình tự điều hòa bao gồm vùng khởi động, chất tăng cường và chất ức chế. Ở sinh vật nhân sơ, một số gen nhóm lại để tạo thành operon. Một operon bao gồm nhiều trình tự mã hóa protein được phiên mã cùng nhau. Một số virus được tạo thành hoàn toàn từ bộ gen RNA. Các gen của chúng được gọi là gen RNA.

Sự biểu hiện của các gen có thể được điều chỉnh ở mức độ phiên mã hoặc mức độ dịch mã. Trình tự nucleotit xác định trình tự axit amin của protein được gọi là mã di truyền. Các sinh vật thừa hưởng bộ gen hoàn chỉnh của chúng thông qua sinh sản. Các đột biến xảy ra trong trình tự gen dẫn đến các biến thể khác nhau của cùng một gen. Các biến thể của một gen được gọi là các alen. Các alen có thể tạo ra các biến thể của tính trạng bên trong một quần thể. Các alen là trội hoặc lặn. Hầu hết các alen trải qua sự di truyền Mendel.

Hình 2: Nhiễm sắc thể và gen

Sự khác biệt giữa nhiễm sắc thể và gen

Sự định nghĩa

Nhiễm sắc thể: Nhiễm sắc thể là cấu trúc cô đặc nhất của phân tử DNA với protein.

Gene: Một gen là một vị trí trên nhiễm sắc thể.

Vật liệu di truyền

Nhiễm sắc thể: Nhiễm sắc thể luôn được cấu tạo bởi DNA.

Gene: Một gen có thể được cấu tạo bởi DNA hoặc RNA.

Ảnh hưởng đột biến

Nhiễm sắc thể: Đột biến nhiễm sắc thể tương đối lớn vì chúng xảy ra trong tái tổ hợp tương đồng.

Gene: Các đột biến gen rất nhỏ, đôi khi im lặng. Chúng xảy ra trong quá trình sao chép DNA hoặc tổn thương DNA do hậu quả.

Ví dụ về đột biến

Nhiễm sắc thể: Đột biến nhiễm sắc thể dẫn đến các bất thường về nhiễm sắc thể như nhân đôi, mất đoạn, sắp xếp lại và đảo đoạn gen.

Gene: Đột biến gen bao gồm đột biến điểm và đột biến lệch khung: chèn và mất đoạn.

Phần kết luận

Đột biến nhiễm sắc thể xảy ra do sai sót trong sự kiện tái tổ hợp tương đồng. Do đó, nó làm thay đổi các vùng lớn của nhiễm sắc thể. Ví dụ, sự nhân đôi của một gen cụ thể có thể tích lũy sản phẩm gen của nó, cả ARN và protein. Nếu sự biểu hiện quá mức này xảy ra ở gen ung thư, nó có thể dẫn đến sự phát triển của ung thư. Do đó, những đột biến này mang lại ảnh hưởng đáng kể cho sinh vật. Tuy nhiên, đột biến gen xảy ra ở mức độ cặp bazơ. Hầu hết các đột biến gen là im lặng, đồng nghĩa hoặc bảo thủ. Chúng có ít ảnh hưởng hơn đến chức năng protein của chúng. Một số ít có thể gây nguy hiểm hoặc gây chết người. Hiệu quả của đột biến cũng liên quan đến sự khác biệt chính giữa nhiễm sắc thể và gen, tức là kích thước của vùng mà chúng chiếm trong bộ gen.

Tham khảo: 1. Susman M. “Gen: Định nghĩa và Cấu trúc.” ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES, Nature Publishing Group, 2001, http://smcg.ccg.unam.mx/enp-unam/03-EstructuraDelGenoma/geneDefinition.pdf. Truy cập ngày 09 tháng 2 năm 20172. Higgins N. P. “Cấu trúc nhiễm sắc thể.” ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES, Macmillan Publishers Ltd, Nature Publishing Group, 2001, http://smcg.ccg.unam.mx/enp-unam/03-EstructuraDelGenoma/cromosomeStructure.pdf. Truy cập ngày 09 tháng 2 năm 2013. Schleif R. Di truyền học và Sinh học phân tử. Lần xuất bản thứ 2, Nhà xuất bản Đại học Johns Hopkins, 1993, trang 22-47, http://gene.bio.jhu.edu/bm2whole.pdf. Truy cập ngày 09 tháng 2 năm 2017

Hình ảnh Lịch sự: 1. “Gen DNA nhiễm sắc thể” của Thomas Shafee - Tác phẩm riêng (CC BY 4.0) qua Commons Wikimedia2. “Chromosome en” By File: Chromosome-es.svg: Tác phẩm phái sinh KES47 (talk): KES47 - File: Chromosome-es.svg (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia