DI TRUYỀN CỦA VI KHUẨN DƯỢC SĨ ĐH

Khái niệmVK: cơ thể đơn bội, chỉ có 1 tổ hợp gen Cũng có VK tạo hợp tử, tuy nhiên chỉ hợp nhất 1 phần của 2 TB: VLDT từ TB cho chỉ chuyển 1 phần qua TB nhận hợp tử không hoàn toàn NST

DI TRUYỀN VI KHUẨN

GV: Ths Nguyễn Thanh Tố Nhi

VẬT LIỆU DI TRUYỀN CỦA VI KHUẨN

SỰ SAO CHÉP CỦA NST

CÁC KIỂU SAO CHÉP ADN Ở E.COLI

Kiểu theta hay Cairns

VẬT LIỆU DI TRUYỀN CỦA VI KHUẨN

SV NNT & VIRUS: Qtr ss cận hữu tính

Đặc điểm di truyền của VK:

Truyền thông tin 1 chiều từ TB cho sang TB nhận, tạo hợp tử

SỰ SAO CHÉP CỦA NST

Thường sử dụng E.coli trong nghiên cứu bộ máy di truyền

Thông tin di truyền TBVK nằm trên 1 phân tử ADN mạch kép, vòng đơn gọi là genophore hay NST

TBVK phân chia theo lối trực phân (ngắt đôi)

ADN gắn trực tiếp vào màng NSC, sao chép thành 2 bản gắnchung nhau trên màng NSC

Khi TB kéo dài ra, các bản sao ADN tách xa nhau do phần

màng giữa chúng lớn dần ra

SỰ SAO CHÉP CỦA NST

Sinh sản vô tính bằng

ngắt đôi

CÁC KIỂU SAO CHÉP ADN Ở E.COLI

Kiểu sao chép theta (θ) hay Cairns

Bắt đầu từ điểm Ori, đi theo 1 hoặc 2 chiều quanh vòng tròn

ADN vòng đang sao chép: dạng “con mắt”, chẻ 3 sao chép landần, tạo 2 ADN lai

ADN sao chép được gắn vào TB, bảo đảm chúng tách nhau ratrong phân bào

CÁC KIỂU SAO CHÉP ADN Ở E.COLI

Kiểu sao chép theta (θ) hay Cairns

E.coli chỉ có 1 điểm Ori cả ADN thành 1 đơn vị sao chépthống nhất: replicon

SV NNT: chỉ có 1 replicon

CÁC KIỂU SAO CHÉP ADN Ở E.COLI

TÁI TỔ HỢP DI TRUYỀN & TRUYỀN CÁC TÍNH TRẠNG

Khái niệm

Các con đường chuyển ADN từ TB cho sang TB nhận

Khái niệm

VK: cơ thể đơn bội, chỉ có 1 tổ hợp gen

Cũng có VK tạo hợp tử, tuy nhiên chỉ hợp nhất 1 phần của 2 TB: VLDT từ TB cho chỉ chuyển 1 phần qua TB nhận hợp tử

không hoàn toàn

NST của TB cho kết đôi với NST của TB nhận ở đoạn tương

ứng, các đoạn riêng lẻ trao đổi cho nhau

Ở lần phân chia thể nhân & TB kê tiếp, tạo ra những TB chỉ

chứa các NST đã được tái tổ hợp

Các con đường chuyển ADN từ TB cho sang TB nhận

Tiếp hợp

Biến nạp

Tải nạp

Cơ chế sinh sản của thực khuẩn thể

Chu trình tiêu giải

Chu trình tiêu giải tiềm ẩn

Tải nạp không đặc hiệu

Tải nạp đặc hiệu

TIẾP HỢP

Là sự truyền ADN từ TB này sang TB khác qua sự tiếp xúc 2 TB

VK tiếp hợp có 2 giới:

Giới đực (F+): cho ADN, có yếu tố F, có pili

Giới cái (F-): nhận ADN, không có yếu tố F,

không có pili

F- x F- không tái tổ hợp

F+ x F- F- thành F+

F+ x F+ Tái tổ hợp được, tần số rất thấp

TIẾP HỢP

Yếu tố F(fertility):

Là 1 phân tử di truyền (episome)

Cấu trúc ADN xoắn kép, mạch vòng, nằm ngoài NST

Có khả năng tự sao chép

Episome ở F+: yếu tố giới tính

Sao chép cùng với NST của VK

Khi tiếp hợp: Hfr chỉ truyền hệ gen, không hoặc rất ít truyền 1 phần yếu tố F cho TB nhận

Sao chép độc lập

TIẾP HỢP

Hfr ≠ F+:

Không truyền yếu tố F tự do cho TB nhận

Trong TB Hfr: yếu tố F gắn với hệ gen của VK

Khi tiếp hợp: Hfr chỉ truyền hệ gen, không hoặc rất ít truyền 1 phần yếu tố F cho TB nhận

TIẾP HỢP

Hfr x F

-Hfr hình thành ống tiếp

hợp

NST Hfr tháo xoắn, sao

chép ADN theo kiểu lăn

TIẾP HỢP

2 F+

F+ x F

-BIẾN NẠP

Griffith nghiên cứu hiện tượng biến nạp ở Streptococcus pneumoniae

BIẾN NẠP

Chỉ những biến đổi tính trạng của VK, dưới ảnh hưởng của

ADN hòa tan xâm nhập

Các yếu tố ảnh hưởng:

Kích thước đoạn ADN được truyền từ TB cho qua thành TB & màng TB nhận có phân tử lượng 106 – 107 Dalton, chứa 10 – 20 gen

Tế bào nhận ở trạng thái sinh lý đặc biệt: khả năng dung nạp

BIẾN NẠP

3 giai đoạn của quá trình biến nạp:

Thâm nhập của ADN

Bắt cặp

Sao chép

BIẾN NẠP

Thâm nhập của ADN

ADN mạch kép thể cho chui qua màng TB của thể nhận

 1 mạch ADN mạch kép thể cho bị DNAse của TB nhận cắt

BIẾN NẠP

Bắt cặp

ADN của TB nhận biến tính tách rời 2 mạch ở 1 đoạn

Bắt cặp với 1 đoạn ADN của TB cho vừa chui vào

BIẾN NẠP

Sao chép

Sau khi bắt cặp tạo đoạn lai, ADN sao chép tạo 2 sợi:

1 sợi kép ADN của TB nhận

1 sợi kép có mang ADN TB cho

BIẾN NẠP

TẢI NẠP

Là hiện tượng chuyển ADN từ TB cho sang TB nhận nhờ thựckhuẩn thể - phage

Phage chỉ chuyển 1 đoạn nhỏ ADN của TB cho

Được thực hiện bởi virus ôn hòa

Có 2 cơ chế phage sinh sản trong TB VK:

Chu trình tiêu giải

Chu trình tiêu giải tiềm ẩn

TẢI NẠP

Phage làm chết TB chủ: phage độc, ss theo chu trình tiêu giải

Các giai đoạn của chu trình tiêu giải

Sợi đuôi của phage gắn vào điểm nhận trên mặt ngoài TB

E.coli

Ống đuôi co lại tạo lỗ thủng xuyên thành & màng TB, bơm

ADN vào trong TB (capsid rỗng của phage còn lại bên ngoài TB)

Phiên mã & dịch mã các gen của virus

Những enzym đầu tiên tạo ra cắt ADN của TB chủ

Chu trình tiêu giải

Các giai đoạn của chu trình tiêu giải

Các nucleotid được dùng để sao chép ADN virus

Protein của capsid được tổng hợp thành 3 phần riêng: đầu đadiện, ống đuôi, sợi đuôi

ADN & protein mới của phage tự ráp lại thành virion con

TẢI NẠP

Chu trình tiêu giải

TẢI NẠP

Chu trình tiêu giải

Thời gian chu trình: 20 – 30’ ở 37oC

Các TBVK & phage ký sinh có sự đồng tiến hóa

Các TBVK có các cơ chế bảo vệ: biến đổi màng TB hoặc cócác enzym cắt giới hạn

Phage cũng biến đổi để xâm nhập được vào VK

TẢI NẠP

Chu trình tiêu giải tiềm ẩn

Không làm chết TB chủ

Các phage ss mà không làm chết TB chủ: phage ôn hòa

Các giai đoạn của chu trình tiêu giải tiềm ẩn:

Phage bơm ADN vào TB E.coli

ADN tạo vòng tròn, gắn vào NST VK: prophage

ADN của phage được sao chép, chia đều về các TB con trongqtr ss của TBVK

1 TB bị nhiễm có thể sinh ra nhiều TBVK chứa prophage

TẢI NẠP

Chu trình tiêu giải tiềm ẩn

TẢI NẠP

Chu trình tiêu giải tiềm ẩn

Đôi khi prophage tách khỏi ADN VK do ngẫu nhiên, phóng xạhay hóa chất

Prophage được tách rời ra độc lập trở thành phage, bắt đầuchu trình tiêu giải

TẢI NẠP

Chu trình tiêu giải tiềm ẩn

TẢI NẠP

Các kiểu tải nạp

Tải nạp không đặc hiệu

Tải nạp đặc hiệu

TẢI NẠP

Tải nạp không đặc hiệu

Còn gọi là tải nạp chung, do phage độc thực hiện

Có chu trình tiêu giải

Có thể truyền bất kỳ đoạn ADN nào từ TB cho sang TB nhận

Tải nạp có được do gói nhầm ADN của TB chủ khi phage

trưởng thành

Tạo ra thể tái tổ hợp đơn bội

TẢI NẠP

Tải nạp đặc hiệu

Còn gọi là tải nạp hạn chế

Chỉ truyền những đoạn ADN nhất định

Kết quả của chu trình tiêu giải tiềm ẩn – ADN của phage đượcsát nhập vào ADN VK

 Những gen được chuyển nằm sát chỗ prophage gắn vào

Các VK có thể lưỡng bội 1 phần

Tế bào chứa F’:

 Yếu tố F có chứa hệ gen của tế bào cho

 Có hiệu quả chuyển gen cao đối với gen củaTB cho nằm trên F’

 Hiệu quả chuyển gen thấp với các đoạn NST khác của TB cho

TIẾP HỢP

 F’ x F-:

Chuyển yếu tố F và một phần gen của TB cho sang

TB nhận thông qua cầu nối pili

Theo cơ chế lăn vòng

Tạo thành 2F’

TIẾP HỢP

F+ F’ hoặc Hfr (F’: hạt F có mang 1 đoạn NST của VK)

Hfr F+ khi hạt F tách khỏi hệ gen VK

F- F+ hoặc Hfr tự phát

VD hiện tượng tiếp hợp: Escheria & Shigella; Escheria & Salmonella

Ở VK, có nhiều yếu tố khác ~ episome, tồn tại độc lập bộ gen VK: plasmid

Plasmid:

Mang từ 2 – 30 gen

Sao chép đồng thời với sự phân bào = cơ chế θ hay lăn vòng

~ 12 loại plasmid khác nhau ở E.coli

TIẾP HỢP

Sự tiếp hợp ở Hfr

Hfr có pili, F

-không có

TIẾP HỢP

Sự tiếp hợp ở

F+