Sinh học - Di truyền vi khuẩn

DI TRUYỀN VI KHUẨN GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến Vật liệu di truyền vi khuẩn  SV nh}n nguyên thủy: sinh sản cận hữu tính  Đặc điểm Truyền thông tin 1 chiều từ TB cho sang TB nhận Thể cho chỉ chuyển 1 đoạn gen sang thể nhận nên lưỡng bội một phần, phần còn lại đơn bội Bộ gen: ADN trần chỉ có một nhóm liên kết gen và t|i tổ hợp thực chất l{ lai ph}n tử Vật liệu di truyền vi khuẩn Thường dùng E. coli để nghiên cứu bộ m|y di truyền TB nh}n nguyên thủy:  ADN xoắn kép, một vòng kín  Không có màng nhân  Nhiễm sắc thể cuộn xoắn (tỉ lệ 1/500) kh| chính x|c để c|c gen nằm dọc ph}n tử, trong qu| trình sao chép không bị rối Sao chép NST  Thông tin di truyền nằm trên 1 vòng đơn l{ nhiễm sắc thể  Ph}n chia theo lối trực ph}n  ADN gắn v{o m{ng TB  ADN sao chép  2 bản cùng gắn trên m{ng TB  Tế b{o kéo d{i ra: 2 bản sao ADN t|ch xa nhau  “ngắt đôi” Sao chép NST (1) Tế b{o có ADN đang sao chép 1 phần (2) Sao chép vừa xong 2 điểm gắn ADN v{o m{ng được t|ch đôi (3) GĐ cuối ph}n b{o (4) Hai tế b{o con Sao chép ADN ở E. coli  Sao chép theta (θ)  Sao chép lăn vòng Sao chép ADN ở E. coli Sao chép kiểu theta  Sao chép bắt đầu từ điểm xuất ph|t Ori  Đi theo một/ hai chiều quanh vòng tròn  ADN vòng đang sao chép thấy dạng ADN “con mắt” nên gọi θ  Chẻ ba sao chép lan dần về hai phía  2 phân tử ADN lai  C|c ADN sao chép được gắn v{o m{ng TB, bảo đảm cho chúng t|ch nhau ra trong ph}n b{o Sao chép ADN ở E. coli Sao chép kiểu theta Sao chép ADN ở E. coli Điểm Ori Điểm Ori Hướng sao chép Hướng sao chép Hướng sao chép Sao chép theo 1 chiều Sao chép theo 2 chiều Sợi ADN con đang hình thành Sợi ADN con đang hình thành Sao chép ADN ở E. coli Sao chép lăn vòng  Xảy ra trong tiếp hợp  Một mạch ADN bị cắt v{ mở vòng, l{m khuôn tổng hợp sợi ADN bổ sung  Sợi nguyên ADN quay được 360o l{m khuôn để tổng hợp tiếp sợi bổ sung  Hai sợi tổ hợp lại th{nh sợi xoắn kép mới Sao chép ADN ở E. coli Sao chép lăn vòng Sự tái tổ hợp và truyền tính trạng  Vi khuẩn l{ thể đơn bội, đôi khi lưỡng bội từng phần (hợp tử không ho{n to{n)  T|i tổ hợp di truyền: chuyển ADN từ TB cho sang TB nhận  Gồm có  Tiếp hợp  Biến nạp  Tải nạp Tiếp hợp Sự truyền ADN từ TB n{y sang TB kh|c qua sự tiếp xúc hai tế b{o  Yếu tố F (plasmid): ADN xoắn kép, mạch vòng, nằm ngo{i NST, có khả năng tự sao chép Tiếp hợp VK tiếp hợp có hai giới  Giới “đực” (F+): cho ADN, giới mang yếu tố F, có pili trên bề mặt tế b{o  Giới “c|i” (F-): nhận ADN, không có pili F+ F- Tiếp hợp  Ngoài ra, Hfr: yếu tố F gắn với hệ gen VK, sao chép cùng với NST VK F+ Hfr Cơ chế tiếp hợp C|c kiểu tiếp hợp: F- x F-  Không t|i tổ hợp F+ x F-  F- thành F+ F+ x F+  T|i tổ hợp với tần số rất thấp Hfr x F-  Truyền hệ gen,ko truyền yếu tố F Cơ chế tiếp hợp F+ x F- Chuyển yếu tố F qua cầu pili  2 tế b{o F+ Cơ chế tiếp hợp Cơ chế tiếp hợp Hfr x F- Chuyển 1 đoạn ADN từ Hfr sang F-, không truyền yếu tố F Hfr và F- mang gen TB cho Hfr Hfr Hfr Hfr Biến nạp  1928, thí nghiệm nổi tiếng của Frederick Griffith (1881-1941,Anh) thí nghiệm trên phế cầu khuẩn Streptococcus pneumoniae Biến nạp Biến đổi tính trạng của vi khuẩn do ADN hòa tan x}m nhập  ADN biến nạp: 10 – 20 gen  Bề mặt TB nhận có thụ thể tiếp nhận chọn lọc c|c đoạn ADN có ph}n tử tương ứng  TB nhận có trạng th|i sinh lý đặc biệt: khả năng dung nạp Cơ chế biến nạp 1. Thâm nhập của ADN 2. Bắt cặp 3. Sao chép Cơ chế biến nạp 1. Thâm nhập của ADN: 1 đoạn ADN mạch kép TB cho, sau khi đi qua m{ng TB nhận thì sẽ bị enzym cắt, còn lại 1 mạch đơn Cơ chế biến nạp 2. Bắt cặp: ADN của TB nhận R sẽ biến tính t|ch 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, ph}n tử ADN sao chép tạo ra hai sợi: 1 sợi kép R-R và 1 sợi kép kh|c có mang đoạn ADN tế b{o cho S-S Cơ chế biến nạp 2. Bắt cặp 3. Sao chép Thực khuẩn thể  = phage, virus ký sinh trong tế b{o vi khuẩn  Sinh sản theo 2 cơ chế  Chu trình tiêu giải  Chu trình tiêu giải tiềm ẩn Chu trình tiêu giải Do phage độc  l{m chết tế b{o chủ  Phage gắn lên mặt ngo{i TB E. coli, tạo lổ thủng xuyên m{ng v{ bơm ADN v{o TB  Cắt ADN của tế b{o chủ, bộ gen virus kiểm so|t phiên m~, dịch m~ protein phage  virion  Lysozym ph| vỡ m{ng TB phóng thích virion Chu trình tiêu giải Chu trình tiêu giải tiềm ẩn Do phage ôn hòa (không l{m chết c|c TB chủ)  Phage gắn v{o bề mặt E. coli, bơm ADN v{o  ADN của phage gắn v{o NST VK  prophage, sao chép cùng Tb VK  Prophage có thể t|ch rời độc lập khỏi ADN VK rồi bắt đầu chu trình tiêu giải Tải nạp Chuyển ADN từ tế b{o cho sang tế b{o nhận nhờ thực khuẩn thể  Phage chỉ chuyển một đoạn nhỏ ADN TB cho, không phải cả bộ gen Các kiểu tải nạp  Tải nạp không đặc hiệu  Tải nạp đặc hiệu Tải nạp không đặc hiệu  = tải nạp chung  Do phage độc  Theo chu trình tiêu giải  Truyền bất kì đoạn ADN n{o từ TB cho TB nhận  Tải nạp có được do sự gói nhầm ADN TB chủ khi phage trưởng th{nh Tải nạp đặc hiệu  = tải nạp hạn chế  Truyền những đoạn ADN nhất định  Chu trình tiêu giải tiềm ẩn  Những gen được chuyển nằm s|t chỗ prophage gắn v{o Hết!