Tài liệu Sự xen plasmid F vào trong nhiễm sắc thể vật chủ ppt

Sự xen plasmid F vào trong
nhiễm sắc thể vật chủ




Nhân tố F được đính vào nhiễm sắc thể bằng
cơ chế trao đổi chéo đơn và làm cho nhiễm
sắc thể này trở nên lớn hơn. Tế bào Hfr có
thể biến đổi thành tế bào F
+
(mang nhân tố F
trong tế bào chất) bằng một quá trình ngược
lại.

a)
b)
Hình 1 (a) Sự sát nhập của nhân tố F vào
nhiễm săc thể ở vi khuẩn "cho" F
+
tạo thành
nhiễm sắc thể có kích thước lớn trong vi
khuẩn "nhậni" Hfr bằng một trao đổi chéo
đơn; hiện tượng này mang tính thuận
nghịch. (b) Truyền DNA sợi đơn từ thể cho
(Hfr) sang thể nhận (F
-
).
Bởi vì nhân tố F có khả năng đính vào nhiều

vị trí khác nhau trên nhiễm sắc thể vi khuẩn,
do đó trình tự gene được chuyển sang các tế
bào F
-
bởi các nòi Hfr khác nhau là rất khác
nhau. Vì khi bắt đầu chuyển gene từ Hfr
sang F
-
thì nhân tố F bị tách ra, nên một
phần được chuyển đi trước, phần còn lại
chính là đuôi của nhiễm sắc thể E. coli được
chuyển đi sau cùng hoặc không được truyền
sang nếu qúa trình bị ngắt quãng giữa
chừng. Khi đó chỉ một phần nhiễm sắc thể
được chuyển sang F
-
, phần còn lại cùng với
nhân tố F vẫn nằm lại trong tế bào Hfr.
Những khác biệt cơ bản giữa việc truyền
nhân tố F và Hfr như sau:
(i) Cần 100 phút để truyền toàn bộ nhiễm
sắc thể vi khuẩn trong khi chỉ cần khoảng 2
phút để truyền nhân tố F.
(ii) Quá trình truyền DNA Hfr thường bị đứt
quãng. Trung bình khoảng vài trăm gene
được truyền trước khi hai tế bào tách ra.
(iii) Sau khi được truyền F
-
vẫn là F
-

vì đoạn
cuối của F thường không được truyền sang
(khi tiếp hợp giữa F với Hfr ).
(iv) Một đoạn DNA của Hfr được truyền đi
không thể tạo thành mạch vòng được và
không tự tái bản được, chúng có thể trao đổi
chéo với nhiễm sắc thể của thể nhận để tạo
nên các thể tái tổ hợp F
-
. Ví dụ, cho tiếp hợp
Hfr leu
+
x F
-
leu
-
có thể cho ra F
-
leu
+
.
* Sự hình thành Hfr: Các nòi Hfr có thể hình
thành giữa một yếu tố (đoạn xen) IS trên
plasmid F và cùng yếu tố IS đó trên nhiễm
sắc thể vật chủ (Hình 6.10).

Hình 2 Sự hình thành Hfr tại đoạn xen IS.
Có nhiều đoạn xen IS trong nhiều nhiễm sắc
thể vi khuẩn. Chẳng hạn, E. coli K-12 kiểu
dại có 8 đoạn xen IS1, 6 đoạn xen IS2 và 5

đoạn xen IS3. Vì các đoạn xen IS là các yếu
tố di truyền vận động, mỗi nòi có thể có số
lượng các đoạn xen IS khác nhau. Sự định
khu của một số đoạn xen IS1, IS2 và IS3
trên nhiễm sắc thể E. coli K-12 và hướng
của chúng được cho thấy ở Hình 6.11 dưới
đây.

Hình 3 Vị trí của các đoạn xen IS1, IS2 và
IS3 trên nhiễm sắc thể E. coli K-12 và
hướng của chúng.
Bằng cách đó, các đoạn xen của Hfr có thể
được phân lập tại nhiều vị trí ở E. coli và các
hướng khác nhau so với nhiễm sắc thể. Một
số ví dụ về các đoạn xen của Hfr đã được
phân lập ở E. coli được cho thấy ở hình 6.12
dưới đây. Lưu ý rằng nhiễm sắc thể E. coli ở
đây được biểu diễn dưới dạng mạch thẳng.
Các con số bên trên hình biểu thị số phút
(hay là "centisome") trên bản đồ di truyền
của E. coli.

Hình 4 Các đoạn xen của Hfr đã được phân
lập ở E. coli.
Ngược lại, Salmonella typhimurium khuyết
nhiều yếu tố IS vốn có mặt ở E. coli. Rõ
ràng, các đoạn xen của Hfr được gây ra bởi
sự tái tổ hợp tương đồng giữa các đoạn xen
IS trên plasmid F và nhiễm sắc thể là hiếm
gặp ở S. typhimurium.

Một thể đột biến mới được phân lập đó là
Str
R
và không thể sử dụng acetate như một
nguồn carbon (ace). Để xác định vị trí các
đột biến trên bản đồ, nó được cho giao phối
với bốn nòi Hfr Str
S
ace
+
khác nhau được
chỉ ra dưới đây. [Các mũi tên chỉ ra sự định
khu và hướng truyền từ mỗi Hfr khác nhau.]

Hình 5 Vị trí và hướng truyền của các Hfr
1-4.