tải nạp, biến nạp DNA

Tải nạp là quá trình trong đó DNA của sang vi khuẩn khác nhờ virus của vi khuẩn phage... K hi ly giải tế bào, những virion bị đóng gói nhầm chứa DNA vi khuẩn có thể gắn vào một vi khuẩn

SINH H C Ọ ĐẠ I C ƯƠ NG

B I THUY T TRÌNH À Ế

GVHD: LÊ NGỌC THÔNG

DANH S CH C C Á Á

TH NH VIÊNÀ

1.PHẠM QUỐC TRỊ BCV 08158172

2.TRẦN KIM ANH 08158008

3.LÊ THỊ HỒNG HOA 08158054

4.NGUYỄN VĂN HOÀNG 08158060

5.TRẦN THỊ LỘC 08158096

6.TRƯƠNG KHẮC NAM 08158112

7.NGUYỄN HỮU MINH TRÍ 08158170

8.PHAN BÁ TÙNG 08158180

9.NGUYỄN THỊ TƯỜNG VI 08158184

10.TRẦN THỊ LƯƠNG 08158100

11.NGUYỄN XUÂN PHỤNG 08158130

12.TRẦN MINH HIẾU 08158053

Biến nạp gồm:

+ Giới thiệu về biến nạp + Hiện tượng và điều kiện + Cơ chế… v v

Tải nạp là quá trình trong đó DNA của

sang vi khuẩn khác nhờ virus của vi khuẩn (

phage)

Khi thực khuẩn thể xâm nhiễm tế bào vi

khuẩn, cơ chế sinh sản bình thường của nó là lợi dụng bộ máy sao chép DNA của vi khuẩn chủ để tạo ra nhiều bản sao DNA hay RNA

của chính nó Những bản sao DNA hay RNA của thực khuẩn thể này sau đó được "đóng

gói" vào vỏ virus cũng mới được tổng hợp

nhờ tế bào chủ

Tuy nhiên, quá trình đóng gói DNA của thực khuẩn thể không phải lúc nào cũng hoàn hảo

và ở một tần suất thấp, một số mảnh DNA của

vi khuẩn chủ cũng bị đóng gói vào vỏ thực

khuẩn thể thay vì bộ gene của nó Những RNA virus không có khả năng đóng gói DNA nên

thường không tạo ra nhầm lẫn trên

T i n p ả ạ

T i n p ả ạ

K hi ly giải tế bào, những virion bị đóng gói nhầm chứa DNA vi khuẩn có thể

gắn vào một vi khuẩn khác và bơm

phần DNA được đóng gói vào tế bào,

và như vậy vô tình đã chuyển DNA vi khuẩn từ tế bào này sang tế bào khác Phân tử DNA này có thể trở thành một phần của DNA nhiễm sắc thể trong tế bào mới, và từ đó được di truyền lại

một cách ổn định.

1 Phage là nhân tố chuyển gen

Thí nghiệm được tiến hành trong ống hình chữ U Giữa hai ống của

Sau khi nuôi một thời

gian, ở nhánh B xuất hiện vi khuẩn có khả

năng tổng hợp tryptophan Nếu

dùng màng ngăn không cho virus lọt qua thì không thấy hiện tượng này

Qua nhiều lần thí nghiệm, việc tải gen trp+ từ nhánh A sang nhánh B được

chứng minh

THÍ NGHIỆM CHỨNG MINH HIỆN TƯỢNG

TẢI NẠP

DNA của nó vào tế bào Sau đó chúng sinh

sản và khoảng 1/2 giờ sau thì

chúng làm tan các tế bào vi khuẩn và giải

phóng các phage mới

Khi AND của phage xâm nhập vào tế bào vi khuẩn A, chúng cắt DNA của vi khuẩn A

thành nhiều đoạn đồng thời DNA của phage được sao chép ra nhiều phân tử

con và các vỏ phage cũng được tạo thành Sau đó các vỏ lắp ruột DNA vào,

phá vỡ tế bào vi khuẩn ra ngoài và tiếp tục xâm nhiễm vào các tế bào vi

khuẩn khác

Trong quá trình lắp ráp khoảng 1-2%

phage avô tình mang đoạn

DNA của vi khuẩn có chứa gen Phage

mang gen vi khuẩn A xâm nhiễm vi

khuẩn B, quá trình tái tổ hợp xảy ra làm gen

vi khuẩn A gắn vào bộ gen vi

khuẩn B

Chuyển gen từ vi khuẩn cho sang vi khuẩn nhận nhờ phage

3 Phân biệt các dạng tải nạp

- Tải nạp chung (general transduction): phage mang bất kỳ gen nào

của vi khuẩn A sang vi khuẩn B Tải nạp chung

- Tải nạp chuyên biệt (Special transduction) hay tải nạp hạn chế: là

quá trình tải nạp chỉ chuyển một vài gen nhất định, nó có 4 đặc điểm:

+ Những gen được chuyển nằm sát chỗ

phage gắn vào

+ Chỉ prophage kiểu l thực hiện

+ Do kết quả sự cắt sai của prophage khi

tách khỏi NST của tế bào

chủ

Ví d : ụ phage l (kí sinh trên E.coli) chỉ

chuyển gen gal (đồng hóa đường

galactose) từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác.Điểm gắn của phage l vào bộ gen của vi khuẩn nằm giữa 2 gen gal

galactose) và bio (tổng hợp biotin) Đầu của

phage chỉ có thể chứa một

lượng DNA giới hạn, nên khi prophage tách ra

từ DNA của vi khuẩn nó chỉ

tải nạp được gen gal hoặc bio Sự cắt sai của phage l rất hiếm nên tải nạp

hạn chế có tần số thấp

Tải nạp chuyên biệt

Biến nạp là quá trình chuyển and trực tiếp

tách ra từ tế bào thể cho sang tế bào thể nhậnAnd này nằm tự do trong môi trường(dung

dịch) do một vi khuẩn (thể cho ) phóng ra

Tế bào thể cho và thể nhận có thễ được bắt nguồn từ những sv khác nhau : động vật thực vật và vi sinh vật

Trong khuôn khổ của mục này chỉ xét hiện tượng biến nạp ở vi khuẩn.

Khác với tiếp hợp và tải nạp ,biến nạp ko

cần sự tiếp xúc trực tiếp giữa 2 tế bào cũng như ko cần vật trung gian như phage

Các tế bào ở trạng thái có thể được biến nạp được gọi là khả nạp như vậy,qua biến nạp một nòi vi khuẩn bị biến đổi về mặt di truyền

do tiếp thu acid nucleic của một nòi khác

1 HIỆN TƯỢNG BIẾN NẠP Ở VI

KHUẨN

- Hi n tượng biến nạp được Grffith ệ

phát hiện ở vi khuẩn Diplococus

pneumoniae (gọi là Streptococus

pneumonie phế cầu khuẩn gây sưng phổi ơ động vật có vú) Vào năm

1928, vi khuẩn này có 2 dạng khác nhau:

+ Dạng S III, gây bệnh, có vỏ bao tế bào (capsule) bằng polysaccharide cản trở bạch cầu phá vỡ tế bào, tạo đốm

mọc trên môi trường agar láng

+ Dạng R II, không gây bệnh,

không có vỏ bao, tạo đốm m c ọ

không có vỏ bao, tạo đốm m c ọ

nhăn

Thí nghiệm cảm nhiễm được thực hiện bằng cách tiêm vi khuẩn vào chuột để xem hiệu quả gây bệnh của các ch ng: Kết quả TN ủnhư sau :

+ Tiêm vi khuẩn S sống gây bệnh cho chuột – chuột chết

+ Tiêm vi khuẩn R sống không gây bệnh –

Hiện tượng trên cho thấy vi khuẩn S không thể tự sống lại được sau khi đun chết, nhưng các tế bào chết này đã truyền tính gây bệnh cho tế

bào R Hiện tượng này gọi là biến nạp

Kết quả thí nghiệm có thể tóm tắt như sau :

DNA của S + các tết bào R sống – chuột – chết (có R+S)

Kết luận : Hiện tượng biến nạp là một chứng

minh sinh hóa xác nhận rằng DNA mang tín

hiệu di truyền

Hình biến nạp của vi khuẩn.

Hiện tượng và điều kiện.

Trong biến nạp DNA trần từ một tế bào vi

khuẩn thể cho này được

truyền sang tế bào vi khuẩn thể nhận khác Khi

tế bào vi khuẩn bị vỡ do làm

tan, DNA vòng tròn của chúng thoát ra môi

trường thành các đoạn thẳng với

chiều dài khác nhau có khả năng gây biến nạp cho các tế bào thể nhận khác

Hiện tượng biến nạp được nghiên cứu nhiều ở các đối tượng:

Streptococcus pneumoniae, Bacillus subtilis,

Haemophilus parainfluenzae

- Điều kiện thực hiện biến nạp: Hiệu quả của

biến nạp phụ thuộc vào

+ DNA thực hiện biến nạp của thể cho phải ở dạng mạch kép, nếu

DNA bị biến tính ở dạng mạch đơn riêng lẻ

không cho hiệu quả biến nạp

Thường DNA biến nạp là một đoạn nhỏ Ở vi khuẩn E.coli đoạn DNA biến

nạp khoảng 1/250 - 1/500 genom của vi

DNA nguyên vẹn của tế bào nhận được gọi là đoạn nội

tại (endogenote) Tế bào vi khuẩn nhận đoạn ngoại lai sẽ lưỡng bội ở một

phần bộ gen được gọi là hợp tử từng phần

(merozygote) Tuy nhiên, đoạn

ngoại lai mạch đơn không bền vững và bị phân hủy nếu không được gắn vào

bộ gen thể nhận Quá trình trao đổi thông tin di truyền bằng chuyển chỉ một

phần vật liệu di truyền từ tế bào này sang tế

bào khác được gọi là sự giao

nạp từng phần (meromixis)

2 Cơ chế biến nạp

2.1 Xâm nhập của DNA

Ở giai đoạn này, DNA có thể gắn với điểm

nhận của màng tế

bào.Quá trình gắn này có thể là thuận nghịch,

nó có thể gắn vào rồi nhả ra

Sợi DNA mạch kép của dòng vi khuẩn S sau khi chui qua màng tế bào của

dòng vi khuẩn R thì một mạch của S sẽ bị

nuclease của tế bào cắt, còn lại

một mạch nguyên

2.2 Bắt cặp

DNA của thể nhận R sẽ biến tính tách rời 2

mạch ở một đoạn để bắt

cặp với đoạn DNA thể cho S vừa chui vào

Đoạn DNA của R ở đoạn có DNA của S bắt

Sau khi bắt cặp sẽ tạo phân tử DNA có đoạn

lai R-S, tiến hành sao

chép để tạo ra hai sợi kép: một sợi kép R-R

và một sợi kép khác có mang

đoạn DNA thể nhận S-S

Hình sơ đồ các giai đoạn biến nạp

BIẾN NẠP VÀ BIỂU HIỆN VƯỢT MỨC GEN

MÃ HÓA

α-AMYLASE CHỊU NHIỆT TRONG Bacillus subtilis

α-Amylase là một trong những enzyme

quan trọng được ứng dụng trong

nhiều lĩnh vực khác nhau Nhằm đáp ứng

nhu cầu sử dụng α-amylase trong thực

tiễn sản xuất, chúng tôi tiến hành tạo dòng

B subtilis tái tổ hợp sản xuất enzyme

α-amylase chịu nhiệt

Gen mã hóa cho α-amylase chịu nhiệt,

amyQ, có nguồn

gốc từ Bacillus amyloliquefaciens được

dòng hóa và đưa vào tế bào chủ B.

subtilis Sự biểu hiện gen amyQ trong dòng

B subtilis tái tổ hợp được kiểm tra

bằng phương pháp định tính và định lượng

Sự biểu hiện vượt mức của

α-amylase được xác nhận bằng phương

pháp điện di trên gel polyacrylamide

Xây dựng quy trình biến nạp GEN bar - GEN kháng thuốc diệt cỏ vào cây khoai mì

(Manihot esculenta Crantz) bằng phương

xâm lấn Vì thế, rất cần có một giống khoai mì

có khả năng kháng thuốc diệt cỏ

Trong bài báo này, chúng tôi sử dụng

phương pháp bắn gen để biến nạp gen bar – gen kháng thuốc diệt cỏ Phosphinothricin (PPT) – vào các mẫu mô khoai mì in vitro

và chọn lọc chồi chuyển gen kháng PPT Kết quả cho thấy các chồi non in vitro có tỉ

lệ chuyển gen cao nhất ở khoảng cách bắn

6 cm, áp lực bắn 1100 psi và tỉ lệ hòa trộn DNA-tungsten là 1,5 μg – 1000 μg Chồi

chuyển gen được kiểm tra bằng phương

pháp PCR với mồi đặc hiệu BAR3/BAR4

cho thấy có sự hiện diện của gen bar trong mẫu

Biến nạp gen và ứng dụng trong chọn giống

ở thực vật

Một số thành tựu biến nạp gen ở Thực vật Cây đậu tương chuyển gen

Kháng sâu (Bt)

Kháng sâu bệnh (insect resistance)

Góp phần làm giảm lượng thuốc trừ sâu cần

sử dụng (bảo vệ môi trường và giảm chi phí sản xuất)

Thay đổi thành phần axít béo

Làm thay đổi thành phần và giá trị dinh

dưỡng

Biến nạp gen và ứng dụng trong

chọn giống ở thực vật

Một số thành tựu biến nạp gen ở

Thực vật

Cây bông chuyển gen kháng sâu Bt

Mang gen kháng sâu Bt

Góp phần hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu

Biến nạp gen và ứng dụng trong chọn giống

Bông chuyển gen kháng bệnh (bên phải) Bông mẩn cảm với bệnh bên trái

Cây ngô kháng

Bệnh chín sớm

Kháng thuốc trừ cỏ

TRÂN TRỌNG K

CHÚC CÁC BẠN

HỌC TỐT