di truyền học vi khuẩn và virus

DI TRUYỀN HỌC VI KHUẨN VÀ DI TRUYỀN HỌC VI KHUẨN VÀ VIRUS VIRUS I. Những đặc điểm trong nghiên cứu DTH vi I. Những đặc điểm trong nghiên cứu DTH vi khuẩn. khuẩn. II. Các phương thức trao đổi vật chất di II. Các phương thức trao đổi vật chất di truyền ở vi khuẩn và ứng dụng trong truyền ở vi khuẩn và ứng dụng trong nghiên cứu DTH. nghiên cứu DTH. I. I. Những đặc điểm trong nghiên Những đặc điểm trong nghiên cứu DTH vi khuẩn cứu DTH vi khuẩn  Dễ nuôi cấy, sinh sản nhanh, có nhiều đột biến. Dễ nuôi cấy, sinh sản nhanh, có nhiều đột biến.  Các loại đột biến: Các loại đột biến: 1. Vi khuẩn không có khả năng sử dụng một loại chất dinh 1. Vi khuẩn không có khả năng sử dụng một loại chất dinh dưỡng để sinh trưởng. Ví dụ: không sử dụng được dưỡng để sinh trưởng. Ví dụ: không sử dụng được galactose- galactose- gal gal - - 2. Vi khuẩn phụ thuộc vào một loại chất dinh dưỡng để 2. Vi khuẩn phụ thuộc vào một loại chất dinh dưỡng để sinh trưởng. Ví dụ: cần bổ sung alanine: sinh trưởng. Ví dụ: cần bổ sung alanine: ala ala - - , đột biến , đột biến khuyết dưỡng alanine. khuyết dưỡng alanine. 3. Vi khuẩn mẫn cảm hoặc kháng với một loại thuốc hoặc 3. Vi khuẩn mẫn cảm hoặc kháng với một loại thuốc hoặc phage. Ví dụ phage. Ví dụ tet tet r r . . 4. Đột biến có điều kiện. Ví dụ: mẫn cảm nhiệt độ (42 4. Đột biến có điều kiện. Ví dụ: mẫn cảm nhiệt độ (42 hoặc 10 hoặc 10 o o C) C) . . Vật chất di truyền của vi khuẩn Vật chất di truyền của vi khuẩn - Nhiễm sắc thể vi khuẩn: 1 phân tử ADN Nhiễm sắc thể vi khuẩn: 1 phân tử ADN mạch kép, dạng vòng kết hợp với protein. mạch kép, dạng vòng kết hợp với protein. - Các plasmid (plasmid giới tính, plasmid Các plasmid (plasmid giới tính, plasmid kháng kháng sinh…) kháng kháng sinh…) II. II. Các phương thức trao đổi vật Các phương thức trao đổi vật chất di truyền ở vi khuẩn chất di truyền ở vi khuẩn A. A. Biến nạp Biến nạp (transformation) (transformation) : Không cần sự tiếp : Không cần sự tiếp xúc giữa tế bào thể cho và thể nhận. Thể nhận xúc giữa tế bào thể cho và thể nhận. Thể nhận tự lấy ADN từ ngoài vào. tự lấy ADN từ ngoài vào. B. B. Tiếp hợp Tiếp hợp (conjugation): Cần sự tiếp xúc tế bào (conjugation): Cần sự tiếp xúc tế bào thể cho và thể nhận. Vật chất di truyền được thể cho và thể nhận. Vật chất di truyền được truyền qua ống tiếp hợp. truyền qua ống tiếp hợp. C. C. Tải nạp Tải nạp (transduction): Có sự tham gia của (transduction): Có sự tham gia của phage hay thể thực khuẩn (virus lây nhiễm vi phage hay thể thực khuẩn (virus lây nhiễm vi khuẩn). khuẩn). A. A. Biến nạp (transformation Biến nạp (transformation ) )  1. Khái niệm 1. Khái niệm  2. Xây dựng bản đồ di truyền bằng biến 2. Xây dựng bản đồ di truyền bằng biến nạp nạp A. A. Biến nạp (transformation Biến nạp (transformation ) ) 1. Khái niệm 1. Khái niệm  Là quá trình truyền ADN được tách chiết hay ADN trực Là quá trình truyền ADN được tách chiết hay ADN trực tiếp từ tế bào cho sang tế bào nhận. tiếp từ tế bào cho sang tế bào nhận.  Tế bào khả biến (competent): Tế bào dễ dàng tiếp nhận Tế bào khả biến (competent): Tế bào dễ dàng tiếp nhận ADN thể cho ADN thể cho  Vi khuẩn khả biến tự nhiên: Vi khuẩn khả biến tự nhiên: Diplococcus pneumoniae, Diplococcus pneumoniae, Bacillus subtilis Bacillus subtilis  Vi khuẩn cần xử lý trước khi biến nạp: Vi khuẩn cần xử lý trước khi biến nạp: Escherichia coli Escherichia coli Khám phá hiện tượng biến nạp: Fredrich Griffith (1928) với Khám phá hiện tượng biến nạp: Fredrich Griffith (1928) với vi khuẩn gây viêm phổi vi khuẩn gây viêm phổi Streptococcus pneumoniae Streptococcus pneumoniae  Biến nạp tự Biến nạp tự nhiên ở nhiên ở B. B. subtilis subtilis 2. Xây dựng bản đồ di truyền bằng biến 2. Xây dựng bản đồ di truyền bằng biến nạp nạp  Tần số biến nạp; tần số đồng biến nạp Tần số biến nạp; tần số đồng biến nạp  VD: Tần số biến nạp đơn của mỗi gen là VD: Tần số biến nạp đơn của mỗi gen là 1/10 1/10 3 3 . .  Hai gen xa nhau: tần số đồng biến nạp (biến Hai gen xa nhau: tần số đồng biến nạp (biến nạp đồng thời cả hai gen) = 1/10 nạp đồng thời cả hai gen) = 1/10 3 3 x 1/10 x 1/10 3 3 = = 1/10 1/10 6 6 . .  Nếu hai gen rất gần nhau thì tần số đồng biến Nếu hai gen rất gần nhau thì tần số đồng biến nạp xấp xỉ tần số biến nạp đơn. nạp xấp xỉ tần số biến nạp đơn.  Từ tần số đồng biến nạp Từ tần số đồng biến nạp   xác định liên kết xác định liên kết gen và trật tự các gen trên NST. gen và trật tự các gen trên NST.  Ví dụ Ví dụ [...]... hợp 3 Nhân tố F, tế bào F+ và F- và sự tiếp hợp F+ và F- 4 Tế bào Hfr và Sự tiếp hợp giữa Hfr và F- 5 Lập bản đồ di truyền bằng tiếp hợp ở vi khuẩn 6 Plasmid F’ B Tiếp hợp (conjugation) 1 Khái niệm  Là hiện tượng tiếp xúc trực tiếp giữa hai tế bào vi khuẩn và kèm theo vi c truyền vật chất di truyền từ tế bào thể cho sang tế bào thể nhận  Sơ đồ sự tiếp hợp giữa hai tế bào vi khuẩn 2 Khám phá ra hiện... thành hai tế bào F+ 4 Tế bào Hfr và Sự tiếp hợp giữa Hfr và F- Các tế bào Hfr    Là các tế bào vi khuẩn mang nhân tố F đã được lồng ghép vào NST của vi khuẩn Khi tiếp hợp với tế bào nhận, có khả năng truyền đi một số gen của NST tế bào vi khuẩn qua ống tiếp hợp Có tần số tái tổ hợp cao Xen nhân tố F vào nhiễm sắc thể E coli bằng trao đổi chéo Tiếp hợp giữa Hfr và F   Hai tế bào hình thành ống... quá trình truyền vật chẩt di truyền (ADN) từ thể cho sang thể nhận nhờ phage 2 Các chu trình sống của phage 2.1 Chu trình sinh tan   Có những phage luôn làm tan tế bào vi khuẩn khi chúng xâm nhập VK này, đây là các phage sinh tan Ví dụ: phage T2, T4 Phage độc xâm nhập vi khuẩn, sử dụng nguyên liệu của tế bào vi khuẩn để tái bản ADN của chúng, tạo vỏ protein rồi phá vỡ tế bào vi khuẩn và giải phóng...  Là plasmid F bị cắt bỏ khỏi NST vi khuẩn sau khi lồng ghép Vi khuẩn từ Hfr trở thành F+ Quá trình cắt bỏ thường không chính xác nên một số gen của vi khuẩn cũng bị cắt theo Khi cho F’ tiếp hợp vào vi khuẩn, nó sẽ sinh ra thể lưỡng bội một phần F’ được sử dụng để phân tích bổ trợ      Ví dụ: Thu được 2 chủng đột biến cùng khuyết dưỡng arginine, ký hiệu argC và argB Hai đột biến trên cùng 1 gen... các gen trên NST (bằng thời gian truyền gen) Trật tự các gen được truyền là azi, ton, lac, gal Thí nghiệm ngắt quãng tiếp hợp ở vi khuẩn E coli Để lập bản đồ gen vi khuẩn cần phải sử dụng nhiều chủng Hfr khác nhau Thí nghiệm sẽ cho các kết quả truyền gen theo những trật tự khác nhau vì mỗi chủng Hfr có hướng truyền gen khác nhau Đó cũng là bằng chứng cho thấy NST vi khuẩn có mạch vòng  Ví dụ: Thí... vỏ protein rồi phá vỡ tế bào vi khuẩn và giải phóng ra các phage con Các phage tạo thành tiếp tục xâm nhiễm các tế bào vi khuẩn liền kề Virus lây nhiễm tế bào vi khuẩn 2.2 Tái tổ hợp di truyền trong chu trình sinh tan    Hai phage có kiểu gen khác nhau cùng xâm nhiễm một tế bào vi khuẩn, chúng có thể tái tổ hợp với nhau tạo ra phage con có kiểu hình tái tổ hợp VD: Hai thể đột biến phage T4 cùng xâm... tố F, tế bào F+ và F- và sự tiếp hợp F+ và F    Plasmid Plasmid F (nhân tố F – nhân tố giới tính): plasmid chứa gen truyền, gen quy định lông giới tính Tế bào cho: F+ (mang nhân tố F) Tế bào nhận: F- (không mang nhân tố F) Quá trình tiếp hợp giữa F+ và F    Hai tế bào vi khuẩn tiến sát vào nhau Hình thành cầu tiếp hợp Nhân tố F từ tế bào F+ đứt ở một mạch, mạch đứt đó được truyền sang tế bào...       Lederberg và Tatum (1956 ) Escherichia coli Chủng A: met−bio−thr+leu+thi+ Không sống được trên Chủng B: met+bio+thr−leu−thi− môi trường tối thiểu (MM Trộn lẫn A và B vài giờ, cấy lên MT Xuất hiện khuẩn lạc sinh trưởng bình thường Kết luận: Có hiện tượng tái tổ hợp di truyền giữa hai dạng A và B, hình thành dạng lai: met+bio+thr+leu+thi+  Hiện tượng tái tổ hợp di truyền giữa các tế bào... khác biệt trong sự tiếp hợp ở F- và Hfr    Trình tự truyền gen từ các chủng Hfr thể cho sang thể nhận khác nhau vì nhân tố F có thể lồng ghép ở các vị trí khác nhau trên NST vi khuẩn Quá trình truyền ADN ở Hfr thường bị đứt quãng Vì vậy trong tiếp hợp Hfr × F-, sau khi được truyền, F- vẫn là F- vì đoạn cuối của nhân tố F không được truyền sang Đoạn ADN của Hfr được truyền sang tế bào nhận không tạo... theo một số gen của NST, được truyền sang tế bào nhận, sợi bổ trợ còn lại được tổng hợp bên tế bào nhận Nếu các gen nằm trong phân tử ADN được truyền sang có những đoạn tương đồng với NST tế bào nhận thì có thể xảy ra hiện tượng trao đổi chéo, tái tổ hợp và có thể được phát hiện, nghiên cứu Nếu toàn bộ một sợi đơn của NST vi khuẩn cho và phần còn lại của nhân tố F được truyền sang tế bào nhận, tế bào . DI TRUYỀN HỌC VI KHUẨN VÀ DI TRUYỀN HỌC VI KHUẨN VÀ VIRUS VIRUS I. Những đặc điểm trong nghiên cứu DTH vi I. Những đặc điểm trong nghiên cứu DTH vi khuẩn. khuẩn. II. Các phương. tiếp giữa hai tế bào vi Là hiện tượng tiếp xúc trực tiếp giữa hai tế bào vi khuẩn và kèm theo vi c truyền vật chất di truyền khuẩn và kèm theo vi c truyền vật chất di truyền từ tế bào thể. + và F và F - - và sự tiếp hợp F và sự tiếp hợp F + + và và F F - - 4. 4. Tế bào Hfr và Sự tiếp hợp giữa Hfr và F Tế bào Hfr và Sự tiếp hợp giữa Hfr và F - - 5. 5. Lập bản đồ di truyền