Di truyền vi khuẩn - Nguyễn Thị Ngọc Yến

3/6/2016 1 DI TRUYỀN VI KHUẨN GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến E. coli: Đối tượng nghiên cứu Bộ máy di truyền của E. coli  ADN xoắn kép, một vòng kín, không liên kết protein  Không có màng nhân  NST chứa 4000 gen  NST cuộn xoắn (tỉ lệ 1/500) khá chính xác để các gen nằm dọc phân tử được biểu hiện liên tục và để trong quá trình sao chép, 2 phân tử ADN con tách ra không bị rối Tb E. coli sao chép trực phân (1) Tế bào có ADN đang sao chép 1 phần (2) Sao chép xong, tb kéo dài ra: 2 điểm gắn ADN vào màng được tách xa nhau về 2 cực (3) GĐ cuối phân bào (4) Hai tế bào con Sao chép ADN ở E. coli Sao chép theta*  SC bắt đầu từ điểm Ori, đi theo hai chiều  ADN vòng đang SC thấy dạng ADN “con mắt” (θ)  Các ADN SC được gắn vào màng TB, bảo đảm cho chúng tách nhau ra trong phân bào Sao chép lăn vòng*  Xảy ra trong tiếp hợp  1 mạch ADN bị cắt và mở vòng, làm khuôn tổng hợp sợi ADN bổ sung  Sợi nguyên ADN quay được 360o làm khuôn để tổng hợp tiếp sợi bổ sung Sự tái tổ hợp và truyền tính trạng  SV nhân nguyên thủy: sinh sản cận hữu tính  Đặc điểm VK: đơn bội, ADN trần Đôi khi, VK truyền thông tin 1 chiều từ tb cho sang tb nhận. Thể cho chỉ chuyển 1 đoạn gen sang thể nhận nên tb nhận lưỡng bội một phần (hợp tử từng phần), phần còn lại đơn bội Tái tổ hợp thực chất là lai phân tử 3 kiểu tái tổ hợp: tiếp hợp, biến nạp và tải nạp TIẾP HỢP 3/6/2016 2 Yếu tố F (plasmid)  ADN xoắn kép, mạch vòng, nằm ngoài NST, có khả năng sao chép độc lập (replicon)*  Là episome chứa 2-30 gen và làm cho VK có khả năng tiếp hợp (lực tiếp hợp). Đây cũng là yt giới tính ở VK: • Giới “đực” (F+): giới mang yếu tố F, có khả năng truyền ADN, có pili trên bề mặt tế bào • Giới “cái” (F-): nhận ADN, không có pili • Yếu tố F có thể tích hợp vào hệ gen VK, sao chép với bộ gen VK: Hfr (High frequency of recombination – Có khả năng truyền đoạn gen với tần số cao) F+ F- F+ Hfr Các loại tế bào F+, F-, Hfr Yt F có thể tách khỏi hệ gen: Hfr  F+ Yt F tách ra mang theo 1 đoạn NST: Hfr  F’ * Tiếp hợp • Thí nghiệm hiện tượng tiếp hợp* • Sự truyền ADN từ tb này sang tb khác qua tiếp xúc 2 tb • Trong tiếp hợp, ADN sao chép theo kiểu lăn vòng • Các kiểu tiếp hợp F- x F-  Không tái tổ hợp F+ x F-  F- thành F+ F+ x F+  Tái tổ hợp với tần số rất thấp Hfr x F-  Truyền hệ gen, ko truyền yếu tố F F’ x F-  Giống như F+ x F- (cho ra 2 F’) F+ x F- Chuyển yếu tố F qua cầu pili  2 tế bào F+ * Hfr x F- Hfr Hfr Hfr Hfr Chuyển 1 đoạn ADN từ Hfr sang F- với tần suất cao, mà không hoặc rất ít khi truyền yt F  Hfr và F- mang gen TB cho * F’ x F- 3/6/2016 3 BIẾN NẠP Thí nghiệm biến nạp Vậy, VK dạng S không thể tự sống lại được sau khi bị đun chết, nhưng tb chết đã truyền tính trạng gây bệnh cho tb R. Đây là biến nạp Thí nghiệm Federick Griffith, 1928 Biến nạp Biến đổi tính trạng của VK do ADN hòa tan xâm nhập Điều kiện biến nạp:  ADN biến nạp: 10 – 20 gen  TB nhận: có khả năng dung nạp và bề mặt TB có thụ thể tiếp nhận chọn lọc các đoạn ADN có phân tử tương ứng Cơ chế biến nạp 1. Thâm nhập của ADN: 1 đoạn ADN mạch kép TB cho, sau khi đi qua màng TB nhận thì sẽ bị enzym cắt, còn lại 1 mạch đơn 2. Bắt cặp: ADN của TB nhận R sẽ biến tính tách rời 2 mạch ở 1 đoạn để bắt cặp với đoạn ADN đơn của TB cho 3. Sao chép: Sau khi tạo đoạn lai R-S, phân tử ADN sao chép tạo ra hai sợi: 1 sợi kép R-R và 1 sợi kép khác có mang đoạn ADN tế bào cho S-S 2. Bắt cặp 3. Sao chép 1. Thâm nhập * TẢI NẠP 3/6/2016 4 Thực khuẩn thể  = phage, virus ký sinh VK  Sinh sản theo 2 cơ chế  Chu trình tiêu giải  Chu trình tiêu giải tiềm ẩn Chu trình tiêu giải* Do phage độc  làm chết tế bào chủ  Phage gắn lên mặt ngoài TB E. coli, tạo lổ thủng xuyên màng và bơm ADN vào TB  Cắt ADN của tế bào chủ, bộ gen virus kiểm soát phiên mã, dịch mã protein phage  virion  Lysozym phá vỡ màng TB phóng thích virion Chu trình tiêu giải tiềm ẩn* Do phage ôn hòa (không làm chết các TB chủ)  Phage này có 2 khả năng sinh sản: CT tiêu giải và CT tiêu giải tiềm ẩn  Phage gắn vào bề mặt E. coli, bơm ADN vào  ADN của phage gắn vào NST VK  prophage, sao chép cùng ADN VK  Prophage có thể tách khỏi ADN (ngẫu nhiên, phóng xạ, hóa chất) VK rồi bắt đầu CT tiêu giải Tải nạp Chuyển ADN từ tb cho sang tb nhận nhờ phage ôn hòa. Phage chuyển 1 đoạn nhỏ ADN tb cho, ko phải cả bộ gen  Tải nạp không đặc hiệu (tải nạp chung) • Do phage độc (kiểu P1) thực hiện theo CT tiêu giải • Truyền bất kì đoạn ADN nào của tb cho, thường chỉ truyền 1 gen (1-2% bộ gen VK) • Do sự gói nhầm ADN TB chủ khi phage trưởng thành  Tải nạp đặc hiệu (tải nạp hạn chế) CT tiêu giải tiềm ẩn. Chỉ những gen được chuyển nằm sát chỗ prophage gắn vào mới được tải nạp. Vk tái tổ hợp có thể lưỡng bội 1 phần Hết! HẾT!