Cơ sở di truyền công nghệ Vi sinh

*CƠ CHẾ VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU DI TRUYỀN Ở VI SINH VẬT 1.Biến nạp Transformation 2.Tải nạp Transduction và 3.Tiếp hợp Conjugation... 1Truyền thông tin 1 chiều từ tế bào cho donor sang tế b

VẬT LIỆU DI TRUYỀN Ở VSV

A xid nucleic : ở bên trong chính là

bộ gen của virut.

Mỗi một virut chỉ chứa ADN hoặc ARN: *Là chuỗi đơn (ss, single

strand)

hay chuỗi kép (ds, double strand)

*Là dạng sợi hay dạng vòng

*Là dạng vòng kín hay dạng hở.

So sánh virus trần và virus có vỏ ngoài

Sinh tổng hợp mARN ở một số virus

Chu trình sinh tan và tiềm tan

Chu trình Tiềm tan Chu trình Sinh tan

4 Hiện tượng tự mất prophage

2.Vật liệu DT ở prokaryote và eukaryote

2.1 PROKARYOTE : ADN và ARN trong ch tấ nhân ADN trong plasmide

Prokaryote và Eukaryote

• Năm 1938 nh à sinh v t h c M ậ ọ ỹ Herbert

Copeland đề ngh x p sinh v t vào 2 lãnh ị ế ậ

gi i prớ okaryote và eukaryote

NHÂN NGUYÊN THUỶ Ở VK

Thể nhân của vi khuẩn

NST của vi khuẩn

• Vi khu nẩ chỉ có 1NST tr n ầ không có protein

histon mà chỉ có các polyamin như Specmidin

Q ui ckTi meý đỲ TI FFẫi à èkđữđÌẫj êLắ ẳÉvÉçÉO ÉâÉẩ đỖđỬđấÉsÉN É`ÉÉđ¾ạờđẻđžđỎđẨđỏ ĩ Kóvđ đ ẫB  

IS_ A

IS_ D IS_ D IS_ D

IS_ A

IS_ A IS_ A

IS_ B IS_ B IS_ B

IS_ A

IS_ A IS_ A

IS_ A

IS_ B

IS_ D

IS_ B IS_ B

IS_ A

IS_ A IS_ A

IS_ B

IS_ B

IS_ B

IS_ B IS_ B IS_ B

IS_ C

IS_ C

IS_ C IS_ C IS_ C

IS_ C

IS_ C IS_ C

IS_ C IS_ C

IS_ C IS_ C

Plasmit của vi khuẩn

• g iọ y uế tố di truy n ề ngoài NST,

có thể tự nhân lên và độ c l p ậ đối

v i các gen trên NST lớ à plasmit.

• -Các plasmit không quy t nh s ế đị ự

Có 2 loại plasmid ở VK

• Plasmid mang m t s gen kháng thu c ộ ố ố

kháng sinh (Plasmid R) và plasmid ti p h p ế ợ

(Plasmid F)

• Plasmid F khác Plasmid R ?

• M t s plasmid có kh n ng xen vào NST ộ ố ả ă

chính và tách ra (thông qua trao đổ i chéo)

Nh s xen vào mà nó ờ ự đượ c tái b n S ả ố

lượ ng b n sao c a plasmid trong t bào ả ủ ế

c 10- 200 b n sao/t bào m t s loài ở ả ế Ở ộ ố

vi khu n, ADN vòng plasmid có th chi m ẩ ể ế

t i 1-2% t ng s ADN có trong t bào.ớ ổ ố ế

- G n ây, ng i ta còn nói n các y u ầ đ ườ đế ế

t di truy n ngoài NST có th có th xâm ố ề ể ể

nh p vào trong nhân ó là các ậ đ y u t di ế ố

truy n v n ng ề ậ độ (Transposon) và các

y u t di truy n gia nh p (IS).VCDT ế ố ề ậ

c a các nhân t này c ng là axit ủ ố ũ

nucleic.

*CƠ CHẾ VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU DI

TRUYỀN Ở VI SINH VẬT

1.Biến nạp (Transformation)

2.Tải nạp (Transduction) và

3.Tiếp hợp (Conjugation).

1)Truyền thông tin 1 chiều từ tế bào cho (donor) sang tế bào nhận

(recipient);

2) Tạo ra hợp tử từng phần (merozygote), vì thể cho chỉ truyền sang thể nhận một phần bộ gen của nó;

3) Vì bộ gen chỉ là một phân tử ADN trần nên chỉ có một nhóm liên kết và tái

tổ hợp về thực chất là lai phân tử.

*Các đặc điểm của cơ chế truyền VLDT ở VK

Lần đầu tiên, vào năm 1946 Lederberg và Tatum phát hiện ra sự tái tổ hợp ở vi khuẩn

Cho đến nay, ta biết rằng ở vi khuẩn

có các quá trình sinh sản tương

đương sinh sản hữu tính, gọi là cận hữu tính (parasexuality), đó là: tiếp hợp, biến nạp và tải nạp

Joshua Lederberg

Edward Lawrie Tatum

*NC-cơ chế truyền VLDT ở VK

*Vật liệu di truyền được vận chuyển TB  TB

Theo 1 trong 3 cơ chế:

Biến nạp (Transformation)

Tải nạp (Transduction) và

Tiếp hợp (Conjugation).

1.Biến nạp (Transformation)

• Đặc tr ng c a bi n n p là ch ADN ư ủ ế ạ ở ỗ

-Sau khi chui qua màng t bào nh n, m t ế ậ ộ

luôn

-T n s xu t hi n các t bào kh bi n là r t ầ ố ấ ệ ế ả ế ấ

Hi n tệ ượng bi n n p ế ạ đượ c

Hi n tệ ượ ng bi n n p ế ạ đượ c Frederick

Griffith, công bố năm 1928.

Streptococcus pneumoniaeLà những song cầu hình

ngọn nến hai đầu nhọn quay ra ngoài, hai đầu to đứng giáp vào nhau Không

có lông, không di động, không sinh bào tử, bắt màu Gram (+).

Streptococcus pneumoniae

Tóm tắt thí nghi nghi ệm của Frederick Griffith, 1928

a Tiêm chủng S cho chuột  chuột chết

b Tiêm chủng R cho chuột chuột sống Tóm tắt thí nghi nghi ệm của Frederick Griffith, 1928

c Tiêm chủng S giết chết bằng nhiệt cho chuột chuột sống Tóm tắt thí nghi nghi ệm của Frederick Griffith, 1928

(c)

d Tiêm hỗn hợp chủng S giết chết bằng nhiệt và chủng R

sống cho chuột chuột chết Tóm tắt thí nghi nghi ệm của Frederick Griffith, 1928

Tóm tắt thí nghiệm của Avery Macleod và Carty , 1944

Tóm tắt thí nghiệm của Avery Macleod và Carty , 1944

Cơ chế biến nạp

-ADN bi nế n pạ ti pế xúc tế bào nh n ậ t iạ

receptor

-ADN bi nế n pạ xâm nh pậ tế bào nh n ậ

-ADN bi nế n pạ ho tạ động trong tế bào nh n ậ :

Hi u ệ quả c a ủ bi n ế n p ạ phụ thu c ộ vào

• Tính dung nạp của tế bào nhận

• Kích thước của đoạn ADN

• Nồng độ của ADN

Ứng dụng biến nạp

2 Tiếp hợp (conjugation)

Bổ trợ khuyết dưỡng thông qua tiếp hợp

• Ti p h p là s ti p xúc tr c ti p gi a ế ợ ự ế ự ế ữ

• K t qu c a s ti p xúc là t bào Fế ả ủ ự ế ế - c ng ũ

• V sau, ngề ười ta còn phát hi n m tệ ộ d ng vi ạ

• Khác v i các t bào Fớ ế +, các t bào Hfr còn có ế

Quá trình tiếp hợp chuyển yếu tố F

3 Tải nạp (Transduction)

c hi u

Thí nghiệm của Zinder và Lederberg

Phage P22

• T i n p chungả ạ là tr ng h p phage truy n b t ườ ợ ề ấ

k gen nào c a vi khu n cho sang vi khu n ỳ ủ ẩ ẩ

nh n ậ ở E.coli , phage P1 là phage t i n p ả ạ

nucleaza c t ADN vi khu n ch thành t ng ắ ẩ ủ ừ

o n m t cách ng u nhiên V sau, trong quá

trình l p ráp v protein v i ADN phage có ắ ỏ ớ

kh ang 10ỏ -3 - 10 -2 h t phage con mang o n ạ đ ạ

ADN v t ch ậ ủ

• Khi các phage t i n p này xâm nh p vi ả ạ ậ

ng v i NST v t ch m i o n gen t i

T i n p ả ạ đặc hi u ệ là trường h p phage ch ợ ỉ

c th c hi n b i prophage lambda (

Nh ng gen ữ được chuy n n m sát ch ể ằ ỗ

prophage xen vào;

Do k t qu c a s c t sai c a phage khi ế ả ủ ự ắ ủ

tách kh i NST v t ch ; ỏ ậ ủ

Các vi khu n tái t h p có th l ng b i m t ẩ ổ ợ ể ưỡ ộ ộ

ph n Tuy nhiên, do s c t sai c a phage ầ ự ắ ủ

lambda r t hi m nên t i n p c hi u có t n ấ ế ả ạ đặ ệ ầ

s th p.ố ấ

Các cơ thể sống đều có những gen

chung

Gen có thể tách, nối

Từ gen đến tính trang

Genome ở một số loài sinh vật

Human immunodeficiency

Human genome

Gen có thểđược sửa đổi bởi những công

cụ phân tử

Gen có thể di chuyển giữa các loài

1973, lần đầu tiên Cohen và Boyer sử dụng plasmid để tạo dòng ADN ở E coli.

Các gen di chuyển dọc trên NST

Barbara McClintock (1902-1992) giải Nobel 1983 ở tuổi 80

Người phát hiện ra gen nhảy

Tế bào gốc

Nuôi cấy tế bào gốc (Stem Cell)

Cây trồng chuyển gen (GMC)

Ngô chuyển gen kháng sâu hai

Bò đã được chuyển gen (GMO)

Cây Khoai-Cà (Pomato)

Tomatoes

Tomato BHN 444 F1

Cà chua Persimmon Seedling

Zapotec là một giống cà chua đẹp với đường diềm đặc sắc, hương vị ngọt nhẹ có nguồn gốc từ Ấn Độ

Cà chua Green Zebra Seedling

có hương vị ngọt như quả táo

Cà chua Best Boy

Cà chua Florida 91

Cà chua BHN 444 F1

Tomato Black Krim Seedling

Cà chua đen (Nước Nga) hiện đang là sản phẩm được nhiều người

ưa chuộng

Tomato San Marzano Seedling

Tomato Heatwave II

Tomato Sweet Olive F1