III. Cỏc gen nhảy hay yếu tố di động (transposable element)
3. Transposon tổng hợp (composite transposon)
- Được tạo thành sau khi 2 IS khỏc nhau cựng gắn xen vào một vị trớ gần nhau. Đoạn DNA giữa chỳng sau đú cú thể được di rời bởi hoạt tớnh đồng kết gắn của những nhõn tố kề bờn cạnh. 3 thớ dụ về cỏc dạng transposon này được trỡnh bày ở (hình 29.5, 30.5 và 31.5.
Hỡnh 29.5. Cấu trỳc của cỏc trasposon tổng hợp, chiều và số np. a) Cấu tạo Tn9 gồm 2 IS1 dài 768 np kẹp biờn gen cam chống lại chloramphenol. b) Tn5 gồm 2 yếu tố IS50 dài 1533 np kẹp biờn gene khỏng kanamycin. c) Tn10 gồm 2 yếu tố IS10 kẹp biờn gen khỏng lại tetracycline. Hỡnh 30.5. Tỏc dụng điều khiển của Tn5 vào : a) quỏ trỡnh lõy nhiễm của thực khuẩn thể mang Tn5 vào vi khuẩn E.coli . Tế bào
nào chứa Tn5 sẽ hạn chế quỏ trỡnh chuyển nạp. Cơ sở di truyền của gen điều khiển Tn5 như sau : b) Yếu tố IS50R tạo ra 2 protein, một protein chớnh là men transposase, xỳc tỏc cho quỏ trỡnh chuyển vị cũn một protein khỏc chớnh là repressor lại ức chế quỏ trỡnh chuyển vị. Protein ức chế thường nhiều hơn transposase cho nờn hiệu quả ức chế của nú thường vượt trội hơn.
Hỡnh 31.5. Cấu tạo gen của Tn3 gồm 3 gen và protein chỳng tạo ra và chiều dài cỏc gen 4. Cỏc cơ chế hoỏn chuyển gen ở vi khuẩn
Trước hết dưới tỏc động của enzyme transporase, đoạn DNA nơi sẽ nhận đoạn gắn xen sẽ bị cắt đứt ở cả 2 mạch, hỡnh thành lờn 2 đầu so le (cohensive end). Sau đú việc hoỏn vị gen được thực hiện nhờ enzyme resolvase. Enzyme resolvase cú vai trũ xỳc tỏc cho quỏ trỡnh tỏi tổ hợp đặc thự vị trớ giữa 2 transposon tồn tại như là những đoạn lặp lại trực tiếp trong cấu trỳc đồng kết gắn. Quỏ trỡnh này cú thể xảy ra 2 khả năng:
1/ Transposon được tỏi bản, bản cũ ở lại vị trớ ban đầu, bản sao kia chuyển đến vị trớ mới.
2/ Transposon bị cắt rời và chuyển sang vị trớ mới như vậy vị trớ cũ bị mất transposon (hình 32.5).
Hỡnh 32.5. Quỏ trỡnh hoỏn chuyển Tn3. Plasmid cho chứa 1 copy Tn3 cũn plasmid nhận khụng chứa Tn3 gặp nhau nhờ men transposase do gen tnpA của Tn3 sinh ra sẽ xỳc tỏc việc hỡnh thành nờn đồng kết gắn làm 2 plasmid kết gắn lại với nhau. Trong quỏ trỡnh xẩy ra Tn3 nhõn đụi tạo thành 2 Tn3 ở 2 đầu gắn. Enzyme resolvase do gen tmpR tạo ra, xỳc tiến quỏ trỡnh nội trao đổi chộo, sẽ tạo thành 2 plasmid mới đều cựng chứa Tn3.
δ δ
Vớ dụ về quỏ trỡnh chuyển vị của Tn3. Khi plasmid cho, chứa 1 copy Tn3 cũn plasmid nhận khụng chứa Tn3 được trộn lẫn với nhau. Enzyme transporase được sinh ra nhờ gen tnpA của Tn3 sẽ xỳc tỏc cho quỏ trỡnh đồng kết gắn 2 plasmid này lại, kết quả sẽ tạo thành 1 plasmid lai tỏi tổ hợp, cũng trong quỏ trỡnh này Tn3 cũng được tỏi bản nờn cú thờm 1 copy nữa ở đầu nối đối diện của plasmid lai. Enzyme resolvase được tạo ra nhờ gen TnpA của Tn3 sẽ xỳc tiến quỏ trỡnh nội tỏi tổ hợp giữa 2 Tn3. Kết quả quỏ trỡnh tỏi tổ hợp này sẽ làm 2 plasmid tỏch nhau ra và mỗi thể cú thờm một Tn3.