CHƯƠNG 5. DI TRUYỀN VI SINH VẬT docx

CHƯƠNG 5
CHƯƠNG 5
DI TRUYỀN
VI SINH VẬT
Mục tiêu
Mục tiêu
1. Trình bày được các kiểu đột biến và cơ
chế của các tác nhân gây đột biến
2. Phân biệt được 2 loại tái tổ hợp di
truyền và 3 loại nhân tố di truyên IS, Tn
và Bacteriophage Mu
3. Trình bày được phương pháp vận
chuyển vật liệu di truyền ở vi khuẩn.
4. Trình bày các bước cơ bản và lợi ích
của kỹ thuật di truyền trong công nghiệp.
1. Đại cương

Các VSV hầu hết đều giống tổ tiên của mình
ở hầu hết các đặc điểm.

Di truyền là việc duy trì các đặc điểm của tổ
tiên cho đời sau của thế giới hữu sinh . Đơn
vị di truyền là gen. Gen là một đoạn ADN
đảm nhiệm việc mã hoá một đơn vị tính trạng
di truyền, các đặc điểm của gen được di
truyền cho thế hệ sau qua sao chép.

Phần lớn gen nằm trong nhân tế bào. Phần
nhỏ thuộc plasmid, các yếu tố di truyền động.

1.
1.
§¹i c¬ng
§¹i c¬ng

 !"
##$%&
1 2a 1 3a
ADN ARN protein
∪ 2b 3b?
'()*+,-./
01
:
N
N
N
N
NH
2
H
Adenin
H
N
N
N
N
OH
H
2
N

Guanin
N
N
OH
CH
3
HO
N
NHO
NH
2
N
N
OH
HO
Uracil T hymin Citosin
N
N
N
N
NH
2
O
H
H
H
H
OH
H
CHOH

2
HOH
2
H
C
H
OH
H
OH
N
N
N
N
NH
2
O
H
H
CH
2
OP
O
-
O
-
O
H
OH
H
H

N
N
N
N
NH
2
O
H
5
'
4
'
3
'
2
'
1
'
1
'
2
'
3
'
4
'
5
'
N
N

N
N
NH
2
O
H
H
OH
H
OH
H
CH
2
OP
O
-
O
-
O
2345672
2345682
235672
235682
2. Sao chép AND, phiên mã, dịch
2. Sao chép AND, phiên mã, dịch
mã
mã
( Sinh viên tự nghiên cứu )
( Sinh viên tự nghiên cứu )
3. PHÁT SINH ĐỘT BIẾN VÀ CÁC KIỂU ĐỘT

3. PHÁT SINH ĐỘT BIẾN VÀ CÁC KIỂU ĐỘT
BIẾN
BIẾN
3.1. Đột biến ngẫu nhiên và đột biến gây tạo
3.1. Đột biến ngẫu nhiên và đột biến gây tạo
3.1.1. Đột biến ngẫu nhiên
+ Nguyên nhân:
* Tác động của môi trường
* Chuyển hóa tautomer (hỗ biến của các
base khi sao chép)
+ Ví dụ: T ở dạng keto khi sao chép chuyển
sang dạng enol sẽ bắt cặp với G . Hậu quả là
trong sợi ADN mới sau 1 thế hệ 1 cặp GC sẽ
thay vào vị trí AT
3. PHÁT SINH ĐỘT BIẾN VÀ CÁC KIỂU
3. PHÁT SINH ĐỘT BIẾN VÀ CÁC KIỂU
ĐỘT BIẾN
ĐỘT BIẾN
3.1. Đột biến ngẫu nhiên và đột biến gây tạo
3.1. Đột biến ngẫu nhiên và đột biến gây tạo
3.1.1. Đột biến gây tạo
+ Nguyên nhân:
Sử lý TB VSV với các tác nhân gây đột biến vật lý,
hóa học, sinh học
+ 2 dạng đột biến:
- Đột biến tổng gen thay đổi số genom của VSV
VD: từ đơn bội thành đa bội => có giá trị trong cải tạo
giống
- Đột biến gen thay đổi cấu trúc gen gồm
+ Đột biến điểm

+ Đột biến trượt khung

3. PHÁT SINH ĐỘT BIẾN VÀ CÁC KIỂU
3. PHÁT SINH ĐỘT BIẾN VÀ CÁC KIỂU
ĐỘT BIẾN
ĐỘT BIẾN
3.1. Đột biến ngẫu nhiên và đột biến gây tạo
3.1. Đột biến ngẫu nhiên và đột biến gây tạo
+ Đột biến điểm một cặp base bị thay thế bằng
một cặp base khác
- Chuyển dịch (base purin được thay bằng
purin)
VD: AT thay bằng GC
- Đảo dịch là khi base purin được thay thế
bằng base pirimidin
VD: AT thay bằng CG
+ Đột biến trượt khung ( 1 đoạn ADN bị loại đi,
bị chuyển chỗ , bị cách ra do sự chèn vào của
ADN lạ )

Đột biến điểm đổi cặp base
Đột biến điểm đổi cặp base
A - T
(H)A*- T
A - T(H)A* - C
(H)A*- C G - C
Tác nhân
đột biến
Cặp base AT dưới tác dụng của tác
nhân đột biến đã biến thành cặp GC

trong allen đột biến
9
Đột biến trượt khung
Đột biến trượt khung
C C G CT TT T C G AT
G G C G A A A A G C T A
:-
C C G C T T T TC G A T
G G C G A A A G C T A
C C G C T T T T C G A T
G G C G A A G C T A
A
;+
(<
=>
672?
3
(<
=>
672?
3
@AB
A
C C G C T T T T C G A T
G G C G A A A A G C T A
/6
C 66
C C G C T T C G A T
G G C G A A G C T A
T T

%=0<D
E(<>F
3.2. Cơ chế td của các tác nhân đột biến
3.2. Cơ chế td của các tác nhân đột biến
3.2.1. Lắp chất tương tự base
Chất tương tự base là chất kháng trao đổi
(anti – metabolite), tế bào nhầm lẫn lắp
vào ADN.
Thường gây đột biến là BU (5 brom-
uracil) và AP (2-amino-purin)
A
T
Nhân đôi
Nhân đôi
G
C
Nhân đôi
Quan sát sơ đồ và mô tả cơ chế phát sinh đột biến gen
do tác động của 5BU (5Brôm – Uraxin).
A
5BU
G
5BU
3.2.1.LẮP CHẤT TƯƠNG TỰ BASE
3.2.2. Thay đổi hóa học của base
+ Acid nitrơ khử amin của A, G, nhưng không
làm đứt sợi, do đó thay thế nhóm –NH2 bằng
-OH:
=> A thành hypoxantin ghép đôi được C
AT => GC

=> G thành xantin, vẫn sóng đôi với C nên
không gây đột biến
+ Hydroxylamin pứ chủ yếu với C, khiến base
này sóng đôi sai với A, CG => TA
+Ethyl- và methyl-sulfonat, ethylenimin, N-
nitroso-guanidin là các tác nhân alkyl hóa gây
đột biến mạnh
Đột biến gây tạo do hydroxylamino
Đột biến gây tạo do hydroxylamino
Cytosin
N
N
H N
H
dr
O
H
Adenin
N
N
N
N
N
H
H
dr
H
H
OH
O

dr
H
N
-
H
N
N
+
H
NH
2
OH
Hydroxylamino-cytosin
H
3.2.3.Chèn thêm vào hoặc loại đi một
cặp base.
Phân tử acridin xen vào giữa các cặp base trên
chuỗi ADN làm tăng khoảng cách giữa chúng
=> mất đi một số cặp hoặc thêm vào một số cặp
base và như vậy làm chuyển dịch khung đọc mã
trong tổng hợp protein gây đột biến.
Tác dụng gây đột biến của Acridin
Tác dụng gây đột biến của Acridin
1
2
3
4
5
6
Acridin

;=0
;=G
6
'
5
'
4
'
3
'
2
'
1
'
x'
0,68 nm HI?J/H#
x'
1
'
2
'
3
'
4
'
5
'
6
'
6

5
4
3
2
1
;K>672
x
LM>H?HI%=H#
3.2.4. Ánh sáng tử ngoại UV và bức
xạ ion hóa

Ánh sáng tử ngoại UV, tia Rơnghen và
các bức xạ ion khác nhau có tác dụng gây
chết mạnh và gây đột biến. Ánh sáng UV
tác dụng lên acid nucleic hậu quả là khi
sao chép bị sai lệch. Ví dụ: ánh sáng tử
ngoại gây đột biến đổi dịch, trượt khung
thậm trí mất đoạn.

Tia Rơnghen, alpha, beta, cũng là 1 tác
nhân gây đột biến.
Ánh sáng tử ngoại UV :
* Năng lượng thấp không đủ để ion hóa, không
xuyên xâu nên không tác động được vào các tế
bào nằm sau trong cơ thể sinh vật. Có hiệu quả
đột biến ở VSV, hạt phấn…
* Cơ chế chủ yếu của đột biến UV là do acid
nucleic và các hợp chất trong tế bào hấp thụ,
sự hấp thụ càng mạnh thì khả năng đột biến
càng cao.

* Acid nucleic hấp thụ bước sóng 260 nm là cao
nhất , nên bước sóng 260 nm có hiệu quả đột
biến tốt nhất.
Tác dụng của UV (ĐB gen or ĐB NST):
+ Các base thymin gần nhau trên phân tử
ADN liên kết với nhau tạo dimerthymin,gây
méo mó phân tử ADN có thể dẫn đến mất
khả năng tái bản của ADN.
+ Tia UV thường ít gây chết tế bào mà tạo
nên các đột biến. Tác động gây đột biến phụ
thuộc vào trạng thái sinh lý của tế bào, tuổi
giống, loài sinh vật…

Tia bức xạ ion hóa
-
Tia có bản chất sóng điện từ với bước sóng
cực ngắn gồm tia X, tia gamma.
-
Tia có bản chất hạt gồm các tía alpha, beta,
các proton,…
-
Các tia bức xạ có năng lượng lớn làm cho các
phân tử nước và các phân tử trong tế bào bị
phá vỡ thành những phân tử tích điện ( bị ion
hóa). Khi có mặt O2 bức xạ oxi hóa sinh ra
các peroxid hydro và nhiều chất phản ứng
mạnh gây tổn thương ADN.
4. TÁI TỔ HỢP DI TRUYỀN VÀ
CHUYỂN TÍNH TRẠNG
4.1. Tái tổ hợp di truyền

+ Tái tổ hợp của tế bào nhân thật:
Hợp tử là sản phẩm kết hợp của 2 tế bào
+ Tái tổ hợp ở tế bào nhân nguyên thủy
* Một phần của ADN của tế bào cho chuyển sang
tế bào nhận do đó chỉ xuất hiện hợp tử 1 phần.
Đoạn ADN của tế bào nhận và ADN của tế bào
cho ,sóng đôi và trao đổi đoạn và khi phân bào tiếp
theo sẽ xuất hiện 1 tế bào chỉ chứa NST đã tái tổ
hợp.
* Tái tổ hợp di truyền gồm có: - Tái tổ hợp phổ
biến
- Tái tổ hợp đặc
hiệu
4.1.1.TÁI TỔ HỢP PHỔ BIẾN

TH phổ biến là quá trình mà trong đó ADN lạ
mới xâm nhập vào trong tế bào được liên kết
với ADN chủ thông qua việc ghép đôi đoạn
tương đồng ,bẻ vỡ và trao đổi chéo 2 đoạn
ADN có trình tự giống nhau

Có 6 enzym tham gia vào quá trình này: trong
đó đáng chú ý là -SSB protein, RecA protein
ADN tế bào nhận
ADN của tế bào nhận tái tổ hợp
,