Bài giảng‎ Vi sinh: Di truyền vi khuẩn - Nguyễn Thị Ngọc Yến

3/6/2016

E. coli: Đối tượng nghiên cứu
Bộ máy di truyền của E. coli
 ADN xoắn kép, một vòng kín, không liên kết protein

DI TRUYỀN VI KHUẨN
GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến

 Không có màng nhân
 NST chứa 4000 gen
 NST cuộn xoắn (tỉ lệ 1/500) khá chính xác để các gen
nằm dọc phân tử được biểu hiện liên tục và để trong
quá trình sao chép, 2 phân tử ADN con tách ra không bị
rối

Tb E. coli sao chép trực phân

Sao chép ADN ở E. coli

(1) Tế bào có ADN đang
sao chép 1 phần

Sao chép theta*
 SC bắt đầu từ điểm Ori, đi theo hai chiều
 ADN vòng đang SC thấy dạng ADN “con mắt” (θ)

(2) Sao chép xong, tb kéo
dài ra: 2 điểm gắn
ADN vào màng được
tách xa nhau về 2 cực
(3) GĐ cuối phân bào
(4) Hai tế bào con

 Các ADN SC được gắn vào màng TB, bảo đảm cho
chúng tách nhau ra trong phân bào
Sao chép lăn vòng*
 Xảy ra trong tiếp hợp
 1 mạch ADN bị cắt và mở vòng, làm khuôn tổng hợp sợi
ADN bổ sung
 Sợi nguyên ADN quay được 360o làm khuôn để tổng
hợp tiếp sợi bổ sung

Sự tái tổ hợp và truyền tính trạng
 SV nhân nguyên thủy: sinh sản cận hữu tính

 Đặc điểm
VK: đơn bội, ADN trần
Đôi khi, VK truyền thông tin 1 chiều từ tb cho sang

TIẾP HỢP

tb nhận. Thể cho chỉ chuyển 1 đoạn gen sang thể
nhận nên tb nhận lưỡng bội một phần (hợp tử từng
phần), phần còn lại đơn bội
Tái tổ hợp thực chất là lai phân tử
3 kiểu tái tổ hợp: tiếp hợp, biến nạp và tải nạp

1

3/6/2016

Yếu tố F (plasmid)

*

 ADN xoắn kép, mạch vòng, nằm ngoài NST, có khả
năng sao chép độc lập (replicon)*
 Là episome chứa 2-30 gen và làm cho VK có khả năng
tiếp hợp (lực tiếp hợp). Đây cũng là yt giới tính ở VK:

F+

• Giới “đực” (F+): giới mang yếu tố F, có khả năng

FCác loại tế bào F+, F-, Hfr

truyền ADN, có pili trên bề mặt tế bào

Yt F có thể tách
khỏi hệ gen:
Hfr  F+

• Giới “cái” (F-): nhận ADN, không có pili
• Yếu tố F có thể tích hợp vào hệ gen VK, sao chép với
bộ gen VK: Hfr (High frequency of recombination –
Có khả năng truyền đoạn gen với tần số cao)
F+

Tiếp hợp

Hfr

Yt F tách ra
mang theo 1
đoạn NST:
Hfr  F’

F+ x F-

• Thí nghiệm hiện tượng tiếp hợp*

Chuyển yếu tố F qua cầu pili  2 tế bào F+

• Sự truyền ADN từ tb này sang tb khác qua tiếp xúc 2 tb
• Trong tiếp hợp, ADN sao chép theo kiểu lăn vòng
• Các kiểu tiếp hợp
F- x F-  Không tái tổ hợp
F+ x F-  F- thành F+
F+ x F+  Tái tổ hợp với tần số rất thấp
Hfr x F-  Truyền hệ gen, ko truyền yếu tố F
F’

x F-  Giống như F+ x F- (cho ra 2 F’)

*

F’ x F-

Hfr x FChuyển 1 đoạn ADN từ Hfr sang F- với tần suất cao, mà không
hoặc rất ít khi truyền yt F  Hfr và F- mang gen TB cho

Hfr

Hfr

Hfr

Hfr

*

2

3/6/2016

Thí nghiệm biến nạp
Thí nghiệm Federick Griffith, 1928

BIẾN NẠP

Vậy, VK dạng S không thể tự sống lại được sau khi bị đun chết, nhưng
tb chết đã truyền tính trạng gây bệnh cho tb R. Đây là biến nạp

Biến nạp

Cơ chế biến nạp
1. Thâm nhập của ADN: 1 đoạn ADN mạch kép TB cho,

Biến đổi tính trạng của VK do ADN hòa tan xâm nhập

sau khi đi qua màng TB nhận thì sẽ bị enzym cắt, còn

Điều kiện biến nạp:

lại 1 mạch đơn

2. Bắt cặp: ADN của TB nhận R sẽ biến tính tách rời 2

 ADN biến nạp: 10 – 20 gen
 TB nhận: có khả năng dung nạp và bề mặt TB có thụ
thể tiếp nhận chọn lọc các đoạn ADN có phân tử tương

mạch ở 1 đoạn để bắt cặp với đoạn ADN đơn của TB
cho

3. Sao chép: Sau khi tạo đoạn lai R-S, phân tử ADN sao

ứng

chép tạo ra hai sợi: 1 sợi kép R-R và 1 sợi kép khác có
mang đoạn ADN tế bào cho S-S

TẢI NẠP
1. Thâm nhập
2. Bắt cặp

3. Sao chép

*

3

3/6/2016

Thực khuẩn thể

Chu trình tiêu giải*

 = phage, virus ký sinh VK

Do phage độc  làm chết tế bào chủ

 Sinh sản theo 2 cơ chế

 Phage gắn lên mặt ngoài TB E. coli, tạo lổ thủng xuyên

 Chu trình tiêu giải

màng và bơm ADN vào TB

 Chu trình tiêu giải tiềm ẩn

 Cắt ADN của tế bào chủ, bộ gen virus kiểm soát phiên
mã, dịch mã protein phage  virion
 Lysozym phá vỡ màng TB phóng thích virion

Chu trình tiêu giải tiềm ẩn*
Do phage ôn hòa (không làm chết các TB chủ)
 Phage này có 2 khả năng sinh sản: CT tiêu giải và CT
tiêu giải tiềm ẩn

Tải nạp
Chuyển ADN từ tb cho sang tb nhận nhờ phage ôn hòa.
Phage chuyển 1 đoạn nhỏ ADN tb cho, ko phải cả bộ gen
 Tải nạp không đặc hiệu (tải nạp chung)

 Phage gắn vào bề mặt E. coli, bơm ADN vào

• Do phage độc (kiểu P1) thực hiện theo CT tiêu giải

 ADN của phage gắn vào NST VK  prophage, sao chép

• Truyền bất kì đoạn ADN nào của tb cho, thường chỉ

cùng ADN VK

truyền 1 gen (1-2% bộ gen VK)

 Prophage có thể tách khỏi ADN
(ngẫu nhiên, phóng xạ, hóa chất)
VK rồi bắt đầu CT tiêu giải

• Do sự gói nhầm ADN TB chủ khi phage trưởng thành
 Tải nạp đặc hiệu (tải nạp hạn chế)
CT tiêu giải tiềm ẩn. Chỉ những gen được chuyển
nằm sát chỗ prophage gắn vào mới được tải nạp. Vk
tái tổ hợp có thể lưỡng bội 1 phần

Hết!
HẾT!

4