Di truyền học vi khuẩn và vi rút Hỗ trợ và Tải tài liệu miễn phí 24/7 tại đây: https://link1s.com/yHqvN

CHệễNG XI
DI TRUYEN HOẽC CUA
VIRUS VAỉ VI KHUAN

•
Sinh học của virus
•
Bacteriophage - virus của vi
khuẩn
•
Virus thực vật và động vật
•
Biến nạp
•
Tải nạp
•
Giao nạp (tiếp hợp)
•
Transposon

•
Vào những năm 1940, tái tổ hợp ở vi khuẩn E. coli
được chứng minh và từ đó đến nay, nó trở thành
đối tượng mô hình cho di truyền học và sinh học
phân tử. Nhờ những nghiên cứu trên các đối
tượng virus, vi khuẩn nhiều cơ chế căn bản của
sự sống ở cấp độ phân tử đã phát hiện. Ngoài ra,
các phát hiện về các quá trình di truyền đặc biệt ở
vi khuẩn như biến nạp, tải nạp, giao nạp,
transposition và plasmid có ý nghĩa quan trọng

cho sự phát triển của di truyền học phân tử và góp
phần xây dựng nên kỹ thuật di truyền. Có thể nói
di truyền học vi sinh vật đóng vai trò “cách mạng
hóa” di truyền học, góp phần chủ yếu vào sự phát
triển của sinh học phân tử và tạo ra cách mạng
công nghệ sinh học.

I. DI TRUYỀN HỌC CỦA VIRUS.
•
1. Sinh học của virus
•
Virus được phát hiện vào cuối thế kỷ 19
khi nhận thấy nó qua được màng lọc
ngăn vi khuẩn lại. Virus nhỏ nhất có
đường kính chỉ 20 nm - nhỏ hơn cả
ribosom. Năm 1935, W.M Stanley phát
hiện các virus có thể tạo thành tinh thể.
Các virus hay các virion ở dạng cấu tạo
đơn giản nhất gồm nucleic acid được gói
trong vỏ protein.

Kích
thước
virus

a. Cấu tạo virus
•
Các virus có các bộ gen rất đa dạng. Bộ
máy di truyền của virus có thể là DNA
mạch kép, DNA mạch đơn, RNA mạch

kép hay RNA mạch đơn. Tùy loại virus
mang kiểu gen này hay khác. Bộ gen
của virus thường là một phân tử acid
nucleic ở dạng vòng tròn hay thẳng.
Virus nhỏ nhất có chừng 4 gen, virus lớn
nhất có chừng vài trăm gen.

•
Vỏ protein được gọi là capsid thường
có thể ở dạng hình que, hình ống
xoắn, hình đa diện hay phức tạp. Các
capsid thường được tạo nên do một số
lớn các phân tử protein gồm ít loại.
Ví dụ, virus đốm thuốc lá có một
capsid hình que dài cứng được tạo ra
từ hơn 1000 phân tử chỉ một loại
(hình 11.1). Nhiều virus có capsid
hình đa diện.


Capsid
hình que và
đa diện tạo
nên bởi các
capsomere


Virus ủoọng
vaọt coự
maứng bao

(envelope)

Virus ñoám thuoác laù

•
Một vài virus có cấu trúc phụ hổ trợ
chúng nhiễm vào tế bào chủ. Virus
cúm và nhiều virus động vật có màng
bao (envelopes) phía ngoài capsid.
Bao này bắt nguồn từ màng của tế
bào chủ, nhưng ngoài phospholipid và
protein của tế bào chủ, chúng còn có
thêm các protein và glycoprotein
nguồn gốc virus.

•
Các virus của vi khuẩn được gọi là
bacteriophage (thực khuẩn thể - ăn vi
khuẩn) hay gọi ngắn là phage. Bảy phage
đầu tiên gây nhiễm E.coli được nghiên cứu
mang tên T1, T2, T3 T7 (T từ chữ Type).
Các phage T chẳn (T2, T4, T6) có cấu trúc
rất giống nhau (hình 11.3). Capsid của
chúng gồm một đầu đa diện (20 mặt) bọc
chất di truyền. Phần thứ 2 là bao đuôi bằng
protein thành ống dài và phần ba là sợi gốc
dài bám vào tế bào vi khuẩn khi gây
nhiễm.

ĐA DẠNG VIRUS

Bacterial virus
Virus dễ nghiên cứu
nhất: virus của vi
khuẩn, thường là
những vi khuẩn gây
bệnh đường ruột như
là E.coli, Salmonella
typhimurium: thường
là DNA mạch đôi, phổ
biến trong tự nhiên

Bacteriophage

•
Các hạt virus (virus particle) hay virion là
những vật ký sinh nội bào bắt buộc (obligate
intracellular parasites), chúng chỉ biểu hiện
các gen của chúng và sinh sản bên trong 1 tế
bào sống khác. Phụ thuộc vào loại tế bào
chủ mà virus kí sinh người ta gọi tên loại
virus, ví dụ: virus thực vật ký sinh tế bào
thực vật, virus động vật ký sinh tế bào động
vật. Do đặc điểm này, sự sinh sản của virus
khác hẳn với sự sinh sản của tế bào. Điểm
nổi bậc là virus tạo ra hàng trăm hay hàng
ngàn virion trong mỗi thế hệ.

•
Các gen của virus sử dụng các
enzyme, chất dinh dưỡng, ribosome

và các nguồn khác của tế bào chủ để
tạo ra nhiều bản sao của bộ gen và
các protein của capsid. Khi các sản
phẩm riêng lẻ đã tích đủ, chúng ráp
nhau thành số lượng lớn các virion rồi
phá vỡ tế bào tìm các chủ mới.

•
Nếu virus có bộ gen là DNA mạch kép
thì sự sao chép giống với sao chép
DNA của tế bào. Nếu là DNA mạch
đơn hoặc RNA mạch đơn thì trong bộ
gen của virus thường có gen tạo
enzyme cho sao chép. Phần lớn các
virus RNA có gen cho enzyme
replicase RNA dùng RNA của virus
làm khuôn sao chép.

•
Một số virus RNA mã hóa cho enzyme
reverse transcriptase sử dụng RNA làm
khuôn mẫu để tổng hợp DNA; rồi DNA
này được phiên mã để tạo ra vừa mRNA
và RNA bộ gen của virus để lấp vào
virion mới. Như vậy, các bộ gen củavirus
được sao chép theo 3 con đường khác
nhau: DNA  DNA, RNA  RNA và
RNA  DNA  RNA.

2. Các bacteriophage - virus của vi

khuẩn.
•
Các virus của vi khuẩn được phát hiện từ năm
1915, vào những năm 40 chúng được sử dụng
cho các nghiên cứu sinh học phân tử. Chúng
là những virus được nghiên cứu kỹ nhất, mặc
dù một số ít chúng có cấu tạo phức tạp.
•
Các nghiên cứu ở phage ký sinh trong tế
bào E.coli phát hiện rằng chúng có 2 cơ chế
sinh sản : chu trình tan (lytic cycle) và chu
trình tiềm tan (lysogenic cycle).

Bacteriophage

a. Chu trình tan (lytic cycle).
•
Các bacteriophage làm chết tế bào chủ gọi
là độc (virulent) và chúng sinh sản theo chu
trình tan (hình 9.4). Chu trình bắt đầu khi
sợi đuôi của phage T4 gắn vào các điểm
nhận (receptor sites) trên bề ngoài của tế
bào E.coli. Ống đuôi co lại tạo lỗ thủng
xuyên vách tế bào và bơm DNA vào trong
tế bào tương tự như dùng ống tiêm
(syringe) chích thuốc. Capsid rỗng của
phage còn lại bên ngoài tế bào.

•
Sau khi bò nhiễm tế bào E.coli
nhanh chóng bắt đầu phiên mã và
dòch mã các gen của virus. Phage
T4 có khoảng 100 gen và phần lớn
đã được biết rõ. Một trong những
enzyme được tạo ra đầu tiên cắt
DNA của tế bào chủ.