Cha nào con nấy

Chân thật mà sự di truyền cho biết

22,172 lượt xem

Năm 1920, một người phụ nữ xuất hiện, chủ trương rằng cô là Anastasia, công chúa cuối cùng của Đế quốc Nga. Đó là hai năm sau khi hoàng gia Đế quốc Nga bị ám sát một cách tàn nhẫn do Cách mạng Bolshevik. Là con thứ tư của Nicholas II – Hoàng đế cuối cùng của Nga, Anastasia là người được yêu mến nhất trong số bốn công chúa. Sự xuất hiện của cô đã thu hút sự chú ý của thế gian cùng với sự đồng tình đối với bi kịch của hoàng gia Nga.

Người phụ nữ có tên Anna Anderson đã ở giữa trung tâm của các cuộc tranh luận; cô biết chi tiết về hoàng gia và quen thuộc với phép tắc hoàng gia, và mọi người xung quanh đã đưa ra lời chứng về cô nữa. Năm 1970, sau 37 năm tranh luận để tìm ra sự thật, Tòa án Tối cao Đức phán quyết rằng họ “không thể chứng minh, cũng không thể phủ nhận.”

Cho đến tận lúc chết, Anderson đã không chịu từ bỏ chủ trương rằng mình là Anastasia. Tuy nhiên, vào năm 1991, sự kiện bí ẩn đã đối mặt với một giai đoạn mới khi phát hiện hài cốt của các người nhà hoàng gia đã được chôn cất. Khi so sánh và phân tích ADN được chiết xuất từ hài cốt với ADN của Anderson thì đã được xác minh rằng họ “không liên quan”. Tất cả là nhờ vào ADN mà chân thật được tiết lộ một cách rõ ràng.

Di truyền Mendel

Xem khuôn mặt của em bé thì thấy giống mẹ và cha của nó. Ấy là vì nó được thừa hưởng một nửa gen từ mẹ và một nửa còn lại từ cha. Trong quá khứ, người ta cũng biết thông qua kinh nghiệm rằng trẻ em thừa hưởng những đặc điểm đa dạng từ cha mẹ, mặc dù họ không hiểu nguyên tắc thực tế. Cho nên khi nuôi gia súc hoặc trồng rau màu, những người cổ đại cũng lựa chọn những gì khỏe mạnh nhất để lai giống đặng có được giống tốt. Khi nói đến hiện tượng di truyền, họ mơ hồ nghĩ rằng chất dịch của cha mẹ được trộn lẫn và truyền lại cho con cái thể như mực đen và mực trắng tạo ra mực xám khi trộn lẫn với nhau nhưng họ không hề biết nguyên tắc chính xác về điều này.

Vào thế kỷ 19, Gregor Mendel, là người Áo đã đưa ra một suy luận thông qua thí nghiệm lai các cây đậu rằng các yếu tố mà cha mẹ truyền lại cho con cái là sự tồn tại dưới dạng vật chất riêng biệt. Nghiên cứu của ông là tiền lệ đầu tiên chứng minh và xác nhận các quy luật di truyền theo cách tiếp cận mang tính thống kê học.

Hạt đậu được Mendel sử dụng trong thí nghiệm lai đậu là hạt đậu nguyên chất được trải qua quá trình “tự thụ phấn” lặp đi lặp lại, đó là để gắn phấn hoa của một giống trên đầu nhụy của mình. Trước tiên Mendel đã nghiên cứu bảy tính trạng di truyền như màu sắc và hình dạng hạt đậu v.v… trong số các hình thái đặc trưng của những hạt đậu nguyên chất này.

Trước tiên ông lai đậu Hà Lan vàng nguyên chất với đậu Hà Lan xanh nguyên chất. Theo lý thuyết trước đây thì phải sinh ra hạt đậu xanh nhạt vì đó là màu trộn lẫn của màu xanh lá cây và màu vàng. Tuy nhiên, kết quả chỉ là đậu Hà Lan vàng. Ấy là vì chỉ có tính trạng màu vàng được biểu hiện giữa nhân tố màu vàng và nhân tố màu xanh mà hạt đậu đã nhận từ hai hạt đậu nguyên chất. Các tính trạng được cha mẹ truyền lại không bị trộn lẫn như chất lỏng, nhưng được truyền lại cho con cái dưới dạng vật chất riêng biệt có thể kết hợp và tách rời.

Trong trường hợp này, các tính trạng được biểu hiện như màu vàng trên hạt đậu lai được gọi là “tính trội” và tính trạng không được biểu hiện như màu xanh lá cây được gọi là “tính lặn”. Các nhân tố xác định các tính trạng di truyền được truyền lại, một từ cha và một từ mẹ và chúng tạo thành một cặp, và được phân biệt là tính trội và tính lặn. Chúng ta có thể thấy rằng tính trội được thể hiện trước hơn so với tính lặn.

Vậy thì tính trạng lặn không được thể hiện đã ra sao? Để tìm kiếm câu trả lời cho điều này, Mendel đã làm tự thụ phấn cho hạt đậu lai mà ông có được lần đầu tiên. Sau đó, đậu vàng và xanh sinh ra với tỷ lệ 3:1. Có vẻ như tính trạng lặn đã biến mất, nhưng nó xuất hiện trong hạt đậu nhận từ cha mẹ duy chỉ nhân tố màu xanh, là tính lặn.

Bản chất của di truyền, là ADN

Mặc dù nghiên cứu của Mendel chắc chắn mang tính đột phá, nhưng không thu hút được sự chú ý từ giới học giả vào thời điểm đó. Tuy nhiên, 35 năm sau, nghiên cứu của ông đã được nhìn thấy ánh sáng, khi các nhà khoa học khác quan tâm đến những vấn đề tương tự đã phát hiện lại quy tắc đồng nhất. Sau đó, các nhà khoa học tập trung tìm kiếm vật chất đảm đương di truyền trong các tế bào như Mendel cho biết.

Đầu thế kỷ 20, nhà sinh vật học người Mỹ Walter Sutton đã phát hiện ra một sự thật đáng ngạc nhiên khi quan sát nhiễm sắc thể trong nhân tế bào bằng kính hiển vi. Nhiễm sắc thể luôn tồn tại theo cặp, nhưng chúng lại tồn tại đơn độc trong các tế bào sinh sản (trứng hoặc tinh trùng). Chúng được ghép nối với nhiễm sắc thể của tế bào sinh sản khác trong quá trình thụ tinh. Điều này nhất trí với đặc điểm của vật chất di truyền mà Mendel đã dự đoán. Thông qua đó, Sutton đã nghĩ ra một khái niệm rằng vật chất di truyền có trong nhiễm sắc thể. Tiếp theo, Thomas Morgan đã chứng minh rằng các gen nằm trên nhiễm sắc thể thông qua thí nghiệm với ruồi giấm.

Đối với con người, một nhân tế bào chứa 23 cặp nhiễm sắc thể. Khi làm giãn ra nhiễm sắc thể trông giống như một sợi dày, thì có thể thấy ADN axit đêôxyribônuclêic bọc các chất đạm được gọi là histones. ADN dài hai mét này chính là bản chất của gen.

Giống như máy vi tính lưu trữ thông tin bởi hai loại con số là 0 và 1, ADN cũng mã hóa và lưu trữ thông tin tổng hợp chất đạm theo các chuỗi đa dạng của bốn bazơ. Ví dụ, thông tin về một loại chất đạm tạo nên huyết sắc tố được lưu trữ trong ADN với 438 cặp bazơ. Trong số các ADN này, gen là phần có thông tin có thể tạo ra một đặc điểm bằng cách tổng hợp chất đạm. Được biết đến rằng một người có khoảng 30.000 gen. Ngày nay, chúng ta đã đạt đến giai đoạn hoàn thành Dự án Bản đồ gen Người giải mã khoảng 3 tỷ trình tự ADN của con người, và các nghiên cứu đa dạng cũng đang được tiến hành một cách sôi nổi bằng cách sử dụng điều ấy để làm rõ nguồn gốc của bệnh di truyền v.v…

Có thể biết thông qua ADN

Một trong những điều không bao giờ thiếu trong phim truyền hình với chủ đề bí mật về sự ra đời, chính là xét nghiệm ADN. Ngay cả trên thực tế kịch tính hơn phim truyền hình, chúng ta thường xuyên thấy xét nghiệm ADN trong vấn đề thừa kế di sản. Đó là bởi vì ADN mà con cái thừa hưởng từ cha mẹ chứng minh mối quan hệ huyết thống chính xác hơn bất cứ điều gì khác. Một nửa ADN giống nhau giữa cha và con, mẹ và con; trung bình 50% ADN được chia sẻ giữa anh chị em. Đó là lý do có thể xác nhận thực hư mối quan hệ huyết thống thông qua xét nghiệm ADN trong sự kiện của Anastasia giả được đề cập ở phần đầu.

Hầu hết mọi xét nghiệm ADN hiện đại đều sử dụng kỹ thuật phân tích STR Short Tandem Repeat: trình tự ngắn lặp lại liên tiếp. Đó là phương pháp lựa chọn và kiểm tra các phần ADN có cấu trúc khác nhau, tùy thuộc vào từng cá nhân, thay vì đọc toàn bộ ADN. Trong ADN, có những phần lặp lại của một số trình tự bazơ. Số lần lặp đi lặp lại của mỗi người đều khác nhau, vì vậy nếu phân tích và so sánh một số giai đoạn lặp lại thì có thể xác định cá nhân thể như xem dấu vân tay hoặc cũng có thể chứng minh mối quan hệ huyết thống của mỗi người.

Khác với kỹ thuật phân tích STR là cách phân tích ADN hạt nhân, kỹ thuật phân tích ADN ty thể là phương pháp phân tích ADN có trong ty thể, là bào quan. Vì ADN ty thể chỉ được thừa hưởng từ mẹ, nên chúng ta có thể xác nhận dòng mẹ thông qua nó.

Khi xem trẻ em nào giống cha mẹ đặc điểm khuôn mặt, dáng đi bộ và thậm chí kể cả thói quen ngủ đến nỗi chỉ cần nhìn xem hình ảnh là biết ngay rằng trẻ em ấy là con của ai, thì người ta thường nói rằng “Cha nào con nấy.” Có nghĩa rằng con cái nhất định giống cha mẹ.

Liệu có phải như vậy không? Từ xưa, mối quan hệ giữa cha mẹ và con cái đã được gọi là mối quan hệ được kết nối bởi “thiên luân”. Vì gen của cha mẹ được chứa trong từng mỗi một tế bào, khắp mọi nơi của cơ thể con cái, nên không ai có thể phủ nhận cha mẹ mình. Cha mẹ và con cái được ràng buộc trong mối quan hệ không thể bị phá vỡ. Sự quan phòng ấy nói với chúng ta điều gì?