Tài liệu Đại cương về di truyền vi sinh vật docx

- Đột biến là sự biến đổi kiểu gen genotyp→ sự thay đổi một tính trạng.. Tác nhân gây đột biến ở vi sinh vật - Đột biến ngẫu nhiên Là đột biến không cần có sự can thiệp của con người.. -

CHƯƠNG VIII:

ĐẠI CƯƠNG VỀ DI TRUYỀN

VI SINH VẬT

I Sơ lược di truyền học phân tử

II Di truyền học vi sinh vật

III Ứng dụng di truyền học VSV

Web

1.1 Vật chất di truyền ở virut

I SƠ LƯỢC DI TRUYỀN HỌC PHÂN TỬ

1 Vật chất di truyền của vi sinh vật

Vivus RNA

TMV

Một vòng

Nhiều vòng

Búi

Đoạn ADN

Nhiễm sắc thể của prokaryote

b Vật chất di truyền của prokaryote

c Vật chất di truyền của eukaryote

Nhiễm sắc thể ở eukaryote

3 Sao chép DNA (DNA replication)

Sơ đồ về cơ chế sao chép DNA

4 Phiên mã (transcription) và dịch mã (translation)

Sơ đồ quá trình phiên mà và dịch mã

Sơ đồ quá trình sao chép, phiên mã, dịch mã

Film

- Đột biến là sự biến đổi kiểu gen (genotyp)

→ sự thay đổi một tính trạng

II DI TRUYỀN HỌC VI SINH VẬT

1.2 Tính vô hướng của đột biến

a Thử nghiệm dao động của Luria và Delbruck (1943)

b PP chọn gián tiếp các chủng đột biến bằng cách in vết (do Lederberg 1952)

I

II Không có T1

III Có T 1

1.3 Các loại đột biến

a Đột biến điểm

b Đột biến mất đoạn

Thêm guanin vào

UUA

Leu AUmetG GXXAla Sợi mới

1.4 Tần số đột biến và tốc độ đột biến

biến trong một quần thể TB, từ 10-4 đến 10-14.

Xác suất của một đột biến đối với mỗi TB vàmỗi thế hệ gọi là tốc độ đột biến

Tốc độ đột biến ngẫu nhiên đối với một gen xác định là 10-5, với một cặp nucleotit 10-8

1.5 Tác nhân gây đột biến ở vi sinh vật

- Đột biến ngẫu nhiên

Là đột biến không cần có sự can thiệp của con người

Do sự sai sót ngẫu nhiên khi liên kết nucleotid trong quá trình sao chép gây nên

- Đột biến cảm ứng

Đột biến nhờ xử lý TB bằng các tác nhân gây đột biến

Tác nhân gây đột biến có thể là hóa, lý haysinh học

2 Tái tổ hợp di truyền ở VK

Xảy ra khi có sự tương đồng cao về trình tự và cần được xúc tác bởi một enzym protein RecA

(1) Tạo một vết đứt trên DNA (nicking)

(2) Mở vòng DNA xoắn kép

(3) Bắt cặp giữa các đoạn tương đồng trên hai phân tử DNA mạch đơn (cần enzym RecA)

(4) Cắt và nối các mạch DNA và làm trao đổi đoạn trên các mạch DNA này

Film

Sơ đồ TTH di truyền với sự tham gia của RecA

Sơ đồ tái tổ hợp di truyền

3 Biến nạp (Transformation)

Là sự chuyển ADN tự do từ VK cho sang

VK nhận, đây là sự trao đổi tự do không cósự can thiệp của bất cứ nhân tố nào khác

Được Griffith phát hiện (1928) nhờ thí

nghiệm trên Diplococcus pneumoniae:

Thí nghiệm của Griffith về biến nạp

Có một thành phần vật chất nào đó của

VK dạng S bị diệt chết → VK sống dạng R

→ VK này hình thành vỏ nhầy và gây bệnh

Hiện tượng này được gọi là biến nạp vànhân tố gây nên hiện tượng này là nhân tốbiến nạp

9 Griffth đưa ra nhận định:

9 Bản chất của nhân tố biến nạp:

Avery Macleot và Maccthy (1944) đã chứng minh

nhân tố biến nạp chính là ADN

Nếu VK SIII được xử lý bằng ADN-ase thì không thấy hiện tượng biến nạp.

Vậy nhân tố biến nạp chính là ADN là vật chất di

truyền đặc hiệu của TB

VK R biến thành dạng SIII

TN: ADN VK dạng SIII + VK dạng R

+ Chỉ với một nồng độ cực nhỏ (vài phần ngàn

μ g/ml) ADN tinh khiết cũng gây ra biến nạp

+ ADN biến nạp có tính đặc hiệu

+ Sự biến nạp có tính thuận nghịch

+ ADN biến nạp duy trì cho thế hệ con cháu

VK dạng SI

VK dạng SIII

9 Điều kiện cần thiết cho biến nạp:

+ Phụ thuộc đặc tính di truyền

+ Phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của tế bào

+ Phụ thuộc vào kích thước, số lượng và hoạt tính ADN

Các giai đọan của sự biến nạp

Là sự truyền ADN từ VK cho sang VKnhận qua trung gian là phage, gọi là phage vector hoặc phage tải nạp.

Được Zinder và Lederberg phát hiện năm

Vỏ protein của phage

Vi khuẩn A (thể cho)

Tổng hợp các thành phần

của phage

ADN của vi khuẩn bị cắt thành từng đoạn

Phage

ADN của phage

Lắp ráp thành phage hoàn chỉnh và phá vỡ tế bào Vỏ protein của phage ráp nhằm đoạn ADN của vi khuẩn

Phage mang ADN vi

khuẩn A xâm nhập

vào vi khuẩn B

Vi khuẩn tiếp tục nhân lên

Vi khuẩn B (thể nhận)

ADN vi khuẩn A hợp nhất vào nhiễm sắc thể vi khuẩn B Đoạn ADN bị

thay thế

¾ Tải nạp không đặc hiệu

Là sự tải nạp có thể truyền đi các tính trạng rất khác nhau từ một VK này đến một

VK khác

Ví dụ phage P22 có khả năng tải nạp bất

kỳ tính trạng di truyền nào của Salmonella

typhymurium

Film

Phage chỉ tải nạp một tính trạng nhất định

Do ADN của phage chỉ kết hợp với một đoạnxác định của hệ gen VK

Ví dụ: phage λ của E.coli K12

Film

Là hiện tượng truyền một phần vật chất di truyền từ VK cho đến VK nhận thông qua cầu nối liền các TB với nhau

5 Tiếp hợp (Conjugation)

Thí nghiệm Lederberg và Tatum (1946)

a Thí nghiệm về tiếp hợp

Là một ADN mạch vòng có cấu trúc khác vớiNST Tồn tại độc lập hoặc đính với NST VK, sao chép riêng rẽ hoặc cùng với NST.

VK có yếu tố giới tính gọi là VK đực (F+)

VK không có yếu tố GT gọi là VK cái (F-)

b Nhân tố giới tính

F+ F

-Vi khuẩn F + và F

-Film

+ VK đực F+ là VK có yếu tố giới tính F (Fertility), tồn tại độc lập trong TB

+ VK đực Hfr là những VK có yếu tố giới tính

ở trạng thái liên kết với NST của VK do đó khi truyền yếu tố F cho VK cái F- thường có kèm theo một đoạn hoặc toàn bộ NST của VK đực

Vi khuẩn Hfr và F +

Sơ đồ quá trình tiếp hợp

Sơ đồ các quá trình tiếp hợp, biến nạp, tải nạp

III ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC VSV

- Thông qua di truyền học đã tạo ra những chủng mới có những đặc tính theo ý muốn con người và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

- Là cơ sở của khoa học chọn giống vi sinh vật