DI TRUYỀN HỌC VI KHUẨN DI TRUYỀN HỌC VI KHUẨN VÀ VIRUSVÀ VIRUS

I. Những đặc điểm trong nghiên cứu I. Những đặc điểm trong nghiên cứu DTH vi khuẩn.DTH vi 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 Những đặc điểm trong nghiên cứu DTH vi khuẩnnghiên cứu DTH vi khuẩn

Dễ nuôi cấy, sinh sản nhanh, có nhiều đột biến.Dễ nuôi cấy, sinh sản nhanh, có nhiều đột biến. Môi trường nuôi cấy: MT tối thiểu; MT chọn lọcMôi trường nuôi cấy: MT tối thiểu; MT chọn lọc 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 galactose- dưỡng để sinh trưởng. Ví dụ: không sử dụng được galactose- galgal--

2. Vi khuẩn phụ thuộc vào một loại chất dinh dưỡng để sinh 2. Vi khuẩn phụ thuộc vào một loại chất dinh dưỡng để sinh trưởng. Ví dụ: cần bổ sung alanine: trưởng. Ví dụ: cần bổ sung alanine: alaala--, đột biến khuyết , đột biến khuyết dưỡng alanine.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 tettetrr..

4. Đột biến có điều kiện. Ví dụ: mẫn cảm nhiệt độ (42 hoặc 4. Đột biến có điều kiện. Ví dụ: mẫn cảm nhiệt độ (42 hoặc 1010ooC)C)..

Vật chất di truyền của vi Vật chất di truyền của vi khuẩnkhuẩn

- Nhiễm sắc thể vi khuẩn: 1 phân tử Nhiễm sắc thể vi khuẩn: 1 phân tử ADN mạch kép, dạng vòng kết hợp ADN mạch kép, dạng vòng kết hợp với protein.với protein.

- Các plasmid (plasmid giới tính, Các plasmid (plasmid giới tính, plasmid kháng kháng sinh…)plasmid kháng kháng sinh…)

II. II. Các phương thức trao đổi vật Các phương thức trao đổi vật chất di truyền ở vi khuẩnchất di truyền ở vi khuẩn

A.A. Biến nạpBiến nạp (transformation)(transformation) : Không cần sự : Không cần sự tiếp xúc giữa tế bào thể cho và thể nhận. tiếp xúc giữa tế bào thể cho và thể nhận. Thể nhận tự lấy ADN từ ngoài vào.Thể nhận tự lấy ADN từ ngoài vào.

B.B. Tiếp hợpTiếp hợp (conjugation): Cần sự tiếp xúc (conjugation): Cần sự tiếp xúc tế bào thể cho và thể nhận. Vật chất di tế bào thể cho và thể nhận. Vật chất di truyền được truyền qua ống tiếp hợp.truyền được truyền qua ống tiếp hợp.

C.C. Tải nạpTải nạp (transduction): Có sự tham gia (transduction): Có sự tham gia của phage hay thể thực khuẩn (virus lây của phage hay thể thực khuẩn (virus lây nhiễm vi khuẩn).nhiễm vi khuẩn).

A. A. Biến nạp (transformationBiến nạp (transformation))

1. Khái niệm1. Khái niệm 2. Xây dựng bản đồ di truyền bằng 2. Xây dựng bản đồ di truyền bằng

biến nạpbiến nạp

A. A. Biến nạp Biến nạp (transformation(transformation))

1. Khái niệm1. Khái niệm Là quá trình truyền ADN được tách chiết Là quá trình truyền ADN được tách chiết

hay ADN trực tiếp từ tế bào cho sang tế hay ADN trực tiếp từ tế bào cho sang tế bào nhận. bào nhận.

Tế bào khả biến (competent): Tế bào dễ Tế bào khả biến (competent): Tế bào dễ dàng tiếp nhận ADN thể chodàng tiếp nhận ADN thể cho

Vi khuẩn khả biến tự nhiên: Vi khuẩn khả biến tự nhiên: Diplococcus Diplococcus pneumoniae, Bacillus subtilispneumoniae, Bacillus subtilis

Vi khuẩn cần xử lý trước khi biến nạp: Vi khuẩn cần xử lý trước khi biến nạp: Escherichia coliEscherichia coli

Khám phá hiện tượng biến nạp: Fredrich Griffith Khám phá hiện tượng biến nạp: Fredrich Griffith (1928) với vi khuẩn gây viêm phổi (1928) với vi khuẩn gây viêm phổi Streptococcus Streptococcus

pneumoniaepneumoniae

Biến nạp tự Biến nạp tự nhiên ở nhiên ở B. B. subtilissubtilis

2. Xây dựng bản đồ di truyền bằng 2. Xây dựng bản đồ di truyền bằng biến nạpbiến nạp

Tần số biến nạp; tần số đồng biến nạpTần 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

1/101/1033. . Hai gen xa nhau: tần số đồng biến nạp Hai gen xa nhau: tần số đồng biến nạp

(biến nạp đồng thời cả hai gen) = 1/10(biến nạp đồng thời cả hai gen) = 1/103 3

x 1/10x 1/1033 = 1/10 = 1/1066. . Nếu hai gen rất gần nhau thì tần số Nếu hai gen rất gần nhau thì tần số

đồng biến nạp xấp xỉ tần số biến nạp đồng biến nạp xấp xỉ tần số biến nạp đơn. đơn.

Từ tần số đồng biến nạp Từ tần số đồng biến nạp xác định liên xác định liên kết gen và trật tự các gen trên NST.kết gen và trật tự các gen trên NST.

B. Tiếp hợpB. Tiếp hợp

1.1. Khái niệmKhái niệm

2.2. Khám phá ra hiện tượng tiếp hợpKhám phá ra hiện tượng tiếp hợp

3.3. Nhân tố F, tế bào FNhân tố F, tế bào F+ + và Fvà F- - và sự tiếp hợp và sự tiếp hợp FF+ + và Fvà F--

4.4. Tế bào Hfr và Sự tiếp hợp giữa Hfr và FTế bào Hfr và Sự tiếp hợp giữa Hfr và F--

5.5. Lập bản đồ di truyền bằng tiếp hợp ở vi Lập bản đồ di truyền bằng tiếp hợp ở vi khuẩnkhuẩn

6.6. Plasmid F’Plasmid F’

B. Tiếp hợp (conjugation)B. Tiếp hợp (conjugation)1. Khái niệm1. Khái niệm Là hiện tượng tiếp xúc trực tiếp giữa hai tế bào vi khuẩn và kèm theo việc truyền vật chất di truyền từ tế bào thể cho Là hiện tượng tiếp xúc trực tiếp giữa hai tế bào vi khuẩn và kèm theo việc truyền vật chất di truyền từ tế bào thể cho

sang tế bào thể nhận sang tế bào thể nhận

Sơ đồ sự tiếp hợp giữa hai tế bào vi khuẩnSơ đồ sự tiếp hợp giữa hai tế bào vi khuẩn

22. Khám phá ra hiện tượng tiếp . Khám phá ra hiện tượng tiếp hợphợp

Lederberg và Tatum (1956 )Lederberg và Tatum (1956 ) Escherichia coli Escherichia coli Chủng A: Chủng A: metmet−−biobio−−thrthr++leuleu++thithi++ Chủng B: Chủng B: metmet++biobio++thrthr−−leuleu−−thithi−− Trộn lẫn A và B vài giờ, cấy lên MTTrộn lẫn A và B vài giờ, cấy lên MT

Xuất hiện khuẩn lạc sinh trưởng bình Xuất hiện khuẩn lạc sinh trưởng bình thườngthường

Kết luận: Có hiện tượng tái tổ hợp di truyền Kết luận: Có hiện tượng tái tổ hợp di truyền giữa hai dạng A và B, hình thành dạng lai:giữa hai dạng A và B, hình thành dạng lai:

metmet++biobio++thrthr++leuleu++thithi++

Không sống được trênmôi trường tối thiểu (MM)

Hiện tượng tái tổ hợp di Hiện tượng tái tổ hợp di truyền giữa các tế bào E.coli: truyền giữa các tế bào E.coli:

dạng A(dạng A(metmet−−biobio−−thrthr++leuleu++thithi++) )

dạng B (dạng B (metmet++biobio++thrthr−−leuleu−−thithi−−) ) không thể sinh trưởng trên không thể sinh trưởng trên môi trường tối thiểu (MMmôi trường tối thiểu (MM))

3. Nhân tố F, tế bào F3. Nhân tố F, tế bào F+ + và Fvà F- - và và sự tiếp hợp Fsự tiếp hợp F+ + và Fvà F--

PlasmidPlasmid Plasmid F (nhân tố F – Plasmid F (nhân tố F –

nhân tố giới tính): nhân tố giới tính): plasmid chứa gen plasmid chứa gen truyền, gen quy định truyền, gen quy định lông giới tínhlông giới tính

Tế bào cho: FTế bào cho: F++ (mang (mang nhân tố F)nhân tố F)

Tế bào nhận: FTế bào nhận: F-- (không (không mang nhân tố F)mang nhân tố F)

Quá trình tiếp hợp giữa FQuá trình tiếp hợp giữa F++ và Fvà F--

Hai tế bào vi khuẩn tiến sát vào Hai tế bào vi khuẩn tiến sát vào nhaunhau

Hình thành cầu tiếp hợpHình thành cầu tiếp hợp Nhân tố F từ tế bào FNhân tố F từ tế bào F++ đứt ở một đứt ở một

mạch, mạch đứt đó được truyền mạch, mạch đứt đó được truyền sang tế bào Fsang tế bào F--. Quá trình tổng hợp . Quá trình tổng hợp sợi bổ sung của F được thực hiện ở sợi bổ sung của F được thực hiện ở cả hai tế bàocả hai tế bào

Kết quả: hình thành hai tế bào FKết quả: hình thành hai tế bào F++

4. 4. Tế bào Hfr và Sự tiếp hợp Tế bào Hfr và Sự tiếp hợp giữa Hfr và Fgiữa Hfr và F--

Các tế bào HfrCác tế bào Hfr

Là các tế bào vi khuẩn Là các tế bào vi khuẩn mang nhân tố F đã mang nhân tố F đã được lồng ghép vào được lồng ghép vào NST của vi khuẩnNST của vi khuẩn

Khi tiếp hợp với tế bào Khi tiếp hợp với tế bào nhận, có khả năng nhận, có khả năng truyền đi một số gen truyền đi một số gen của NST tế bào vi của NST tế bào vi khuẩn qua ống tiếp khuẩn qua ống tiếp hợp hợp

Có tần số tái tổ hợp Có tần số tái tổ hợp cao.cao.

Xen nhân tố F vào nhiễm sắc thể E. coli bằng trao đổi chéo

Tiếp hợp giữa Hfr và FTiếp hợp giữa Hfr và F-- Hai tế bào hình thành ống tiếp hợp.Hai tế bào hình thành ống tiếp hợp. Nhân tố F từ thể cho được tách do mở ADN mạch Nhân tố F từ thể cho được tách do mở ADN mạch

vòng ở vị trí xác định. Hai sợi đơn của phân tử ADN kép vòng ở vị trí xác định. Hai sợi đơn của phân tử ADN kép được tách nhau ra, một đầu chui qua ống tiếp hợp, kéo được tách nhau ra, một đầu chui qua ống tiếp hợp, kéo theo một số gen của NST, được truyền sang tế bào theo một số gen của NST, được truyền sang tế bào nhận, sợi bổ trợ còn lại được tổng hợp bên tế bào nhận.nhận, sợi bổ trợ còn lại được tổng hợp bên tế bào nhận.

Nếu các gen nằm trong phân tử ADN được truyền Nếu các gen nằm trong phân tử ADN được truyền sang có những đoạn tương đồng với NST tế bào nhận 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 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 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 đơn của NST vi khuẩn cho và phần còn lại của nhân tố F được truyền sang tế bào nhận, tế bào nhận FF được truyền sang tế bào nhận, tế bào nhận F-- sẽ trở sẽ trở thành tế bào Fthành tế bào F++, tuy nhiên rẩt hiếm khi như vậy., tuy nhiên rẩt hiếm khi như vậy.

Điểm khác biệt trong sự tiếp hợp ở Điểm khác biệt trong sự tiếp hợp ở FF-- và Hfr và Hfr

Trình tự truyền gen từ các Trình tự truyền gen từ các chủng Hfr thể cho sang thể chủng Hfr thể cho sang thể nhận khác nhau vì nhân tố F có nhận khác nhau vì nhân tố F có thể lồng ghép ở các vị trí khác thể lồng ghép ở các vị trí khác nhau trên NST vi khuẩn.nhau trên NST vi khuẩn.

Quá trình truyền ADN ở Hfr Quá trình truyền ADN ở Hfr thường bị đứt quãng. Vì vậy thường bị đứt quãng. Vì vậy trong tiếp hợp Hfr trong tiếp hợp Hfr F F--, sau khi , sau khi được truyền, Fđược truyền, F-- vẫn là F vẫn là F- - vì vì đoạn cuối của nhân tố F không đoạn cuối của nhân tố F không được truyền sang.được truyền sang.

Đoạn ADN của Hfr được truyền Đoạn ADN của Hfr được truyền sang tế bào nhận không tạo sang tế bào nhận không tạo thành mạch vòng, không tự thành mạch vòng, không tự sao chép được. Có trao đổi sao chép được. Có trao đổi chéo, tái tổ hợp với NST thể chéo, tái tổ hợp với NST thể nhận.nhận.

Tóm tắt các sự kiện diễn ra trong quá trình tiếp hợp ở E. coli

5. Lập bản đồ di truyền bằng 5. Lập bản đồ di truyền bằng tiếp hợp ở vi khuẩntiếp hợp ở vi khuẩn

Phương pháp ngắt quãng tiếp hợp:Phương pháp ngắt quãng tiếp hợp:

+ Lai Hfr + Lai Hfr aziazi++tonton++laclac++galgal++ FF−−aziazi−−tonton−−laclac−−galgal−−

+ Làm đứt cầu tiếp hợp tại những thời điểm + Làm đứt cầu tiếp hợp tại những thời điểm xác định khác nhau.xác định khác nhau.

+ Dùng môi trường chọn lọc để xác định các + Dùng môi trường chọn lọc để xác định các gen được truyền.gen được truyền.

+ Lập biểu đồ tần số tái tổ hợp hình thành + Lập biểu đồ tần số tái tổ hợp hình thành qua tiếp hợp theo thời gian.qua tiếp hợp theo thời gian.

+ Xác định trật tự các gen trên NST (bằng + Xác định trật tự các gen trên NST (bằng thời gian truyền gen)thời gian truyền gen)

Trật tự các gen được truyền làazi, 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 Để lập bản đồ gen vi khuẩn cần phải sử dụng nhiều chủng Hfr khác nhau. Thí nghiệm sẽ cho các kết chủng Hfr khác nhau. Thí nghiệm sẽ cho các kết quả truyền gen theo những trật tự khác nhau vì quả truyền gen theo những trật tự khác nhau vì mỗi chủng Hfr có hướng truyền gen khác nhau. Đó mỗi chủng Hfr có hướng truyền gen khác nhau. Đó cũng là bằng chứng cho thấy NST vi khuẩn có mạch cũng là bằng chứng cho thấy NST vi khuẩn có mạch vòng.vòng.

Ví dụ: Thí nghiệm ngắt quãng tiếp hợp với 4 chủng Ví dụ: Thí nghiệm ngắt quãng tiếp hợp với 4 chủng Hfr ở Hfr ở E. coliE. coli cho kết quả truyền gen như sau: cho kết quả truyền gen như sau:

+ Chủng 1: Q W D M T+ Chủng 1: Q W D M T + Chủng 2: A X P T M+ Chủng 2: A X P T M + Chủng 3: B N C A X+ Chủng 3: B N C A X + Chủng 4: B Q W D M+ Chủng 4: B Q W D M Kết quả thí nghiệm cho thấyKết quả thí nghiệm cho thấy trật tự các gen, vị trí lồng ghéptrật tự các gen, vị trí lồng ghép nhân tố F và hướng truyền gen nhân tố F và hướng truyền gen của các chủng Hfr như hình bên.của các chủng Hfr như hình bên.

Bản đồ gen của Bản đồ gen của E. coliE. coli

NST mạch vòng.NST mạch vòng. Dài khoảng 4800 Kb.Dài khoảng 4800 Kb. Đã xác định được Đã xác định được

khoảng 2000 locus.khoảng 2000 locus. Thời gian truyền Thời gian truyền

toàn bộ hệ gen từ toàn bộ hệ gen từ thể cho sang thể thể cho sang thể nhận khoảng 100 nhận khoảng 100 phút.phút.

6. Plasmid F’6. Plasmid F’ Là plasmid F bị cắt bỏ khỏi NST vi khuẩn sau khi Là plasmid F bị cắt bỏ khỏi NST vi khuẩn sau khi

lồng ghép. Vi khuẩn từ Hfr trở thành Flồng ghép. Vi khuẩn từ Hfr trở thành F++.. Quá trình cắt bỏ thường không chính xác nên một Quá trình cắt bỏ thường không chính xác nên một

số gen của vi khuẩn cũng bị cắt theo.số gen của vi khuẩn cũng bị cắt theo. Khi cho F’ tiếp hợp vào vi khuẩn, nó sẽ sinh ra thể Khi cho F’ tiếp hợp vào vi khuẩn, nó sẽ sinh ra thể

lưỡng bội một phần.lưỡng bội một phần.

F’ được sử dụng để phân tích F’ được sử dụng để phân tích bổ trợbổ trợ

Ví dụ: Thu được 2 chủng đột biến cùng khuyết Ví dụ: Thu được 2 chủng đột biến cùng khuyết dưỡng arginine, ký hiệu argC và argB. Hai đột dưỡng arginine, ký hiệu argC và argB. Hai đột biến trên cùng 1 gen hay ở 2 gen khác nhau?biến trên cùng 1 gen hay ở 2 gen khác nhau?

Tạo F’ có kiểu gen Tạo F’ có kiểu gen argCargC++argB argB rồi lai với 2 chủng rồi lai với 2 chủng đột biến.đột biến.

Nếu hai đột biến đều mọc được trên môi trường Nếu hai đột biến đều mọc được trên môi trường chọn lọc => 2 chủng đều mang đột biến ở gen C.chọn lọc => 2 chủng đều mang đột biến ở gen C.

Nếu một chủng mọc được thì chủng đó mang đột Nếu một chủng mọc được thì chủng đó mang đột biến ở C.biến ở C.

Nếu cả hai chủng đều không mọc được thì cả hai Nếu cả hai chủng đều không mọc được thì cả hai đều mang đột biến ở B.đều mang đột biến ở B.

C. Tải nạpC. Tải nạp

1. Khái niệm1. Khái niệm

2. Các chu trình sống của phage2. Các chu trình sống của phage

3. Tải nạp chung & Tải nạp đặc hiệu3. Tải nạp chung & Tải nạp đặc hiệu

C. Tải nạp (transduction)C. Tải nạp (transduction)

1. Khái niệm1. Khái niệm Là quá trình truyền vật chẩt di truyền (ADN) Là quá trình truyền vật chẩt di truyền (ADN)

từ thể cho sang thể nhận nhờ phagetừ thể cho sang thể nhận nhờ phage..

2. Các chu trình sống của 2. Các chu trình sống của phagephage

22.1. Chu trình sinh tan.1. Chu trình sinh tan Có những phage luôn làm Có những phage luôn làm

tan tế bào vi khuẩn khi tan tế bào vi khuẩn khi chúng xâm nhập VK này, chúng xâm nhập VK này, đây là các phage sinh tan. đây là các phage sinh tan. Ví dụ: phage T2, T4.Ví dụ: phage T2, T4.

Phage độc xâm nhập vi Phage độc xâm nhập vi khuẩn, sử dụng nguyên khuẩn, sử dụng nguyên liệu của tế bào vi khuẩn để liệu của tế bào vi khuẩn để tái bản ADN của chúng, tạo tái bản ADN của chúng, tạo vỏ protein rồi phá vỡ tế vỏ protein rồi phá vỡ tế bào vi khuẩn và giải phóng bào vi khuẩn và giải phóng ra các phage con. Các ra các phage con. Các phage tạo thành tiếp tục phage tạo thành tiếp tục xâm nhiễm các tế bào vi xâm nhiễm các tế bào vi khuẩn liền kề.khuẩn liền kề.

Virus lây nhiễm tế bào vi Virus lây nhiễm tế bào vi khuẩnkhuẩn

2.2. Tái tổ hợp di truyền trong chu trình 2.2. Tái tổ hợp di truyền trong chu trình

sinh tansinh tan Hai phage có kiểu gen khác nhau cùng xâm Hai phage có kiểu gen khác nhau cùng xâm

nhiễm một tế bào vi khuẩn, chúng có thể nhiễm một tế bào vi khuẩn, chúng có thể tái tổ hợp với nhau tạo ra phage con có kiểu tái tổ hợp với nhau tạo ra phage con có kiểu hình tái tổ hợphình tái tổ hợp

VD: Hai thể đột biến phage T4 cùng xâm VD: Hai thể đột biến phage T4 cùng xâm nhiễm nhiễm E. coliE. coli: một dạng là tạo vết tan đục, : một dạng là tạo vết tan đục, rộng, dạng kia là tạo vết tan sáng, nhỏ. Sau rộng, dạng kia là tạo vết tan sáng, nhỏ. Sau một chu trình sinh tan, chúng có thể tạo ra một chu trình sinh tan, chúng có thể tạo ra các phage con có kiểu hình mới: tạo vết tan các phage con có kiểu hình mới: tạo vết tan đục, nhỏ hoặc tạo vết tan sáng, rộng.đục, nhỏ hoặc tạo vết tan sáng, rộng.

Người ta cũng có thể lập bản đồ di truyền Người ta cũng có thể lập bản đồ di truyền cho phage bằng cách sử dụng tái tổ hợp ở cho phage bằng cách sử dụng tái tổ hợp ở phage.phage.

Lây nhiễm kép E. coli bởi hai phage.

Các dạng vết tan phage thế hệ sau từ phép lai h−r+ × h+r−

Kiểu hìnhKiểu hình Kiểu genKiểu gen

Trong, nhỏ Trong, nhỏ

Đục, to Đục, to

Đục, nhỏ Đục, nhỏ

Trong, toTrong, to

hh−− rr++

hh++ rr−−

hh++ rr++

hh−− rr−−

2.3. Chu trình tiềm tan2.3. Chu trình tiềm tan Phage sau khi xâm nhiễm vào tế bào vi Phage sau khi xâm nhiễm vào tế bào vi

khuẩn chủkhuẩn chủ ADN của phage lồng ghép với ADN NST vi ADN của phage lồng ghép với ADN NST vi

khuẩn và không phá vỡ tể bào vi khuẩn khuẩn và không phá vỡ tể bào vi khuẩn (thể tiềm tan), còn ADN phage nằm trên (thể tiềm tan), còn ADN phage nằm trên NST vi khuẩn được gọi là prophage. NST vi khuẩn được gọi là prophage.

Thể tiềm tan phân bào tạo thành các thể Thể tiềm tan phân bào tạo thành các thể tiềm tan con.tiềm tan con.

Nếu môi trường không thuận lợi, prophage Nếu môi trường không thuận lợi, prophage có thể được hoạt hóa, tách khỏi NST vi có thể được hoạt hóa, tách khỏi NST vi khuẩn và tạo vỏ bọc protein rồi bắt đầu khuẩn và tạo vỏ bọc protein rồi bắt đầu chu trình sinh tan, phá vỡ tế bào chủ, giải chu trình sinh tan, phá vỡ tế bào chủ, giải phóng các phage con phóng các phage con

Các chu kỳ khác nhau của phage tiềm tan đối với tế bào chủ của nó

Lồng ghép ADN phage với NST Lồng ghép ADN phage với NST

vi khuẩnvi khuẩn Ở phage Ở phage , ADN có dạng mạch , ADN có dạng mạch

thẳng với hai đầu có trình tự bổ trợ thẳng với hai đầu có trình tự bổ trợ nhau (là các đầu dính), có thể tạo nhau (là các đầu dính), có thể tạo thành dạng vòng. thành dạng vòng.

ADN phage và ADN vi khuẩn có ADN phage và ADN vi khuẩn có chứa vị trí đặc thù gọi là vị trí đính chứa vị trí đặc thù gọi là vị trí đính (attachment site - att(attachment site - att). ).

Tại vị trí đính, ADN vòng cuả phage Tại vị trí đính, ADN vòng cuả phage và ADN vi khuẩn đính vào nhau và ADN vi khuẩn đính vào nhau sau đó đứt nối và xảy ra quá trình sau đó đứt nối và xảy ra quá trình trao đổi chéo để tạo ra NST lồng trao đổi chéo để tạo ra NST lồng ghép, với sự xúc tác của enzyme ghép, với sự xúc tác của enzyme đặc hiệu.đặc hiệu.

Mô hình hợp nhất ADN phage λ vào NST E. coli. Tái tổ hợp tương hỗ xảy ra giữa vị trí đính đặc hiệu trên λ ADN vòng và vùng đặc hiệu trên NST vi khuẩn ở giữa hai gen gal và bio.

2.3 Thí nghiệm phát hiện hiện 2.3 Thí nghiệm phát hiện hiện

tượng tải nạptượng tải nạp Joshua Lederberg và Norton Joshua Lederberg và Norton

Zinder (1951)Zinder (1951) Salmonella typhimuriumSalmonella typhimurium Hai chủng vi khuẩn (A và B) được Hai chủng vi khuẩn (A và B) được

nuôi trong ống hình chữ U, có nuôi trong ống hình chữ U, có màng ngăn vi khuẩnmàng ngăn vi khuẩn

A: pheA: phe−−trptrp−−tyrtyr− − metmet++hishis+ + × B: × B: phephe++trptrp++tyrtyr++ metmet−−hishis−−

Tạo ra thể tái tổ hợp Tạo ra thể tái tổ hợp phephe++trptrp++tyrtyr++metmet++hishis+ +

Tác nhân giúp cho sự hình thành Tác nhân giúp cho sự hình thành thể tái tổ hợp được xác định là thể tái tổ hợp được xác định là phage P22phage P22

3. Tải nạp chung & 3. Tải nạp chung & Tải nạp đặc hiệuTải nạp đặc hiệu

3.1 Tải nạp chung3.1 Tải nạp chung

Tải nạp chung là sự tải nạp trong Tải nạp chung là sự tải nạp trong đó bất kỳ gen nào của thể cho đó bất kỳ gen nào của thể cho cũng có thể được truyền sang thể cũng có thể được truyền sang thể nhận bởi phage. nhận bởi phage.

VD: Phage T1 xâm nhiễm VD: Phage T1 xâm nhiễm E. coliE. coli là là một phage tải nạp chung.một phage tải nạp chung.

Cơ chế tải nạp chung. Chỉ một tỉ lệ nhỏ các phage thế hệ con (khoảng 1/10000) mang gen của thể cho.

Cơ chế tải nạp chungCơ chế tải nạp chung

Phage T1 tạo ra enzyme nuclease cắt Phage T1 tạo ra enzyme nuclease cắt ADN vi khuẩn thể cho thành các đoạn có ADN vi khuẩn thể cho thành các đoạn có kích thước tương đương với ADN phage. kích thước tương đương với ADN phage.

Hình thành hạt tải nạp (phage mang gen Hình thành hạt tải nạp (phage mang gen của thể cho) chứa các đoạn cắt ngẫu của thể cho) chứa các đoạn cắt ngẫu nhiên từ NST vi khuẩn.nhiên từ NST vi khuẩn.

Hạt tải nạp xâm nhiễm tế bào vi khuẩn Hạt tải nạp xâm nhiễm tế bào vi khuẩn E. coliE. coli khác, chúng có thể trao đổi chéo khác, chúng có thể trao đổi chéo tại các đoạn tương đồng với NST vi tại các đoạn tương đồng với NST vi khuẩn nhận. khuẩn nhận.

Sử dụng môi trường chọn lọc, người ta Sử dụng môi trường chọn lọc, người ta có thể phát hiện các thể tái tổ hợp này.có thể phát hiện các thể tái tổ hợp này.

Phân tích di truyền bằng tải Phân tích di truyền bằng tải

nạp chungnạp chung Có thể dùng tải nạp chung để lập bản đồ gen Có thể dùng tải nạp chung để lập bản đồ gen Các gen nằm xa nhau trên NST ít khi được Các gen nằm xa nhau trên NST ít khi được

truyền cùng nhau sang tế bào nhận truyền cùng nhau sang tế bào nhận Hiện tượng tải nạp cả hai gen đang xét (các Hiện tượng tải nạp cả hai gen đang xét (các

gen đánh dấu) được gọi là đồng tải nạp gen đánh dấu) được gọi là đồng tải nạp Tần số đồng tải nạp tỉ lệ nghịch với khoảng Tần số đồng tải nạp tỉ lệ nghịch với khoảng

cách các gen cách các gen Việc nghiên cứu đồng tải nạp có thể xác Việc nghiên cứu đồng tải nạp có thể xác

định được trật tự các gen, giúp xây dựng bản định được trật tự các gen, giúp xây dựng bản đồ di truyền đồ di truyền

3.2 Tải nạp đặc hiệu3.2 Tải nạp đặc hiệu

Là hiện tượng tải nạp trong đó phage Là hiện tượng tải nạp trong đó phage chỉ có thể truyền một số gen nhất chỉ có thể truyền một số gen nhất định từ vi khuẩn cho sang vi khuẩn định từ vi khuẩn cho sang vi khuẩn nhận.nhận.

Tải nạp đặc hiệu xảy ra do phage tiềm Tải nạp đặc hiệu xảy ra do phage tiềm tan vi khuẩn chủ, ADN của nó xen vào tan vi khuẩn chủ, ADN của nó xen vào NST vi khuẩn chủ tại vị trí nhất định. NST vi khuẩn chủ tại vị trí nhất định.

Cơ chế tải nạp đặc hiệuCơ chế tải nạp đặc hiệu

Trong điều kiện cụ thể, ở các tế bào tiềm tan, Trong điều kiện cụ thể, ở các tế bào tiềm tan, sự sinh tan bắt đầu.sự sinh tan bắt đầu.

Khi ADN phage tách khỏi NST vi khuẩn, nó có Khi ADN phage tách khỏi NST vi khuẩn, nó có thể bị cắt không chính xác nên tạo ra ADN thể bị cắt không chính xác nên tạo ra ADN phage mang một số gen nào đó của vi khuẩn.phage mang một số gen nào đó của vi khuẩn.

Khi xâm nhiễm tế bào vi khuẩn khác, phage Khi xâm nhiễm tế bào vi khuẩn khác, phage mang gen vi khuẩn thể cho có thể trao đổi mang gen vi khuẩn thể cho có thể trao đổi chéo ở các đoạn tương đồng và truyền gen chéo ở các đoạn tương đồng và truyền gen sang vi khuẩn nhận.sang vi khuẩn nhận.

Cơ chế tải nạp đặc hiệu ở phage