di truyền vi khuẩn

1
Pham Hong Nhung
DNA=deoxyribonucleic acid
RNA=ribonucleic acid
Nucleotides
Phosphate group
Pentose sugar
Nitrogenous base
• DNA & RNA
• ðơn vị cấu trúc
Cấu trúc vật liệu di truyền
2
 A-T
 G-C
Cấu trúc của DNA
• Chuỗi kép
• Chiều 5’ - 3’
• Cặp base bổ sung
Phosphate-P
Sugar-blue
Bases-ATGC
Phosphate-P
Sugar-blue
Bases-ATGC
 mRNA: messenger RNA
 Chứa các codon
 rRNA: ribosomal RNA
 ribosome 70S (tiểu phần 30S và 50S)
 tRNA: transfer RNA
 Chứa các anticodon
Các loại RNA

• Có 3 loại
3
Genetic Code
Khái niệm di truyền
• Di truyền là sự bảo tồn các ñặc tính qua nhiều thế
hệ. Cơ sở của sự bảo tồn ñặc tính là sự sao chép
chất liệu di truyền dựa trên nguyên tắc bán bảo tồn.
• Khuẩn lạc vi khuẩn là quần thể vi khuẩn xuất phát từ
một tế bào ban ñầu. Mỗi khuẩn lạc là một dòng tế bào
thuần khiết, gồm các tế bào có chất liệu di truyền như
nhau và cùng có những ñặc tính như nhau.
4
Thay
ñổi vật
liệu di
truyền
• Do ñột biến (Mutation)
• Do tái tổ hợp kinh ñiển
(Classical recombination) chất
liệu di truyền trên NST
• Do plasmid
• Do transposon
ðột biến
• ðột biến là sự thay ñổi ñột ngột một tính
chất của cá thể trong quần thể ñồng nhất.
ðột biến di truyền ñược, do ñó có một clone
mới ñược hình thành từ cá thể ñặc biệt này
nghĩa là sẽ xuất hiện một biến chủng
(mutant) từ chủng hoang dại (wildtype) ban
ñầu.

5
ðặc tính của ñột biến
• Hiếm
• Vững bền
• ðộc lập và ñặc hiệu
• Ngẫu nhiên
• ðột biến có sẵn trước khi có nhân tố chọn lọc tác ñộng
• ðột biến nhiều bước
• Biến nạp
(Transformation)
1
2
• Tải nạp
(Transduction)
3
• Tiếp hợp
(Conjugation)
Tái tổ hợp kinh ñiển
6
Biến nạp
• Là sự vận chuyển một ñoạn DNA của vi
khuẩn cho nạp vào vi khuẩn nhận.
• Hai giai ñoạn xảy ra
• ðiều kiện
• Vi khuẩn cho phải bị phá vỡ
• NST của vi khuẩn cho ñược giải phóng và bị cắt nhỏ
thành những ñoạn DNA nhỏ
• Vi khuẩn nhận phải ở trạng thái sinh lý ñặc biệt cho
phép những mảnh DNA xâm nhập vào tế bào
• Nhận mảnh DNA

• Tích hợp mảnh DNA ñã nhận vào NST qua tái tổ hợp
kinh diển
7
Ứng dụng hiện tượng biến nạp
8
Tiếp hợp
• Là sự vận chuyển chất liệu di truyền từ vi
khuẩn ñực sang vi khuẩn cái khi hai vi khuẩn
tiếp xúc với nhau.
• Hai giai ñoạn xảy ra
• Tiếp hợp hai tế bào qua cầu giao phối (pili giới tính)
• Tích hợp ñoạn gene chuyển vào NST vi khuẩn nhận
qua tái tổ hợp kinh diển
• Chuyển gene
Donor
Recipient
9
Hayes expt:
Take strain A, which is
streptomycin-resistant, and
auxotrophic for biotin and
methionine.
Take strain B, which is
streptomycin-sensitive, and
auxotrophic for threonine and
leucine.
Mix the two on a minimal-
medium plate containing
streptomycin.
Wait and see.

10
Physiological States of F Factor
 Autonomous (F
+
)
 Characteristics of F
+
x F
-
crosses
 F
-
becomes F
+
while F
+
remains F
+
 Low transfer of donor
chromosomal genes
F+
Physiological States of F Factor
Integrated (Hfr)
(High Frequency of Recombination)
 Characteristics of
Hfr x F
-
crosses
 F
-

rarely becomes
Hfr while Hfr
remains Hfr
 High transfer of
certain donor
chromosomal
genes
F
+
Hfr
11
Physiological States of F Factor
 Autonomous with
donor genes (F’)
 Characteristics of
F’ x F
-
crosses
 F
-
becomes F’
while F’ remains
F’
 High transfer of
donor genes on
F’ and low
transfer of other
donor
chromosomal
genes

Hfr F’
Mechanism of F
+
x F
-
Crosses
 DNA transfer
 Origin of
transfer
 Rolling
circle
replication
• Pair formation
– Conjugation
bridge
F
+
F
-
F
+
F
-
F
+
F
+
F
+
F

+
12
Mechanism of Hfr x F
-
Crosses
 DNA transfer
 Origin of transfer
 Rolling circle
replication
 Homologous
recombination
• Pair formation
– Conjugation
bridge
Hfr F
-
Hfr F
-
Hfr F
-
Hfr F
-
Conjugation
13
Tải nạp
• Là sự vận chuyển chất liệu di truyền từ vi
khuẩn cho nạp vào vi khuẩn nhận nhờ phage.
• Các loại tải nạp
• Tải nạp hạn chế và ñặc hiệu
•Tải nạp chung hoàn chỉnh

• Tải nạp chung
•Tải nạp chung không hoàn chỉnh
Cấu trúc của phage
14
15
Plasmids
• Plasmid là những phân tử DNA dạng vòng
trong nằm ngoài NST và có khả năng tự nhân
lên.
• Plasmid chứa các gene mã hóa nhiều ñặc tính
khác nhau không thiết yếu cho sự sống tế bào
nhưng có thể giúp tế bào chủ tồn tại dưới áp lực
của chọn lọc.
• CLDT trên plasmid có thể ñược truyền dọc
và truyền ngang.
16
Transposon
• Transposon là những ñoạn DNA chứa một
hay nhiều gene, có hai ñầu tận cùng là
những chuỗi nucleotide lặp lại ngược chiều
nhau, có thể chuyển vị trí từ phân tử DNA
này sang phân tử DNA khác.
Transposons may carry genes
The movement of transposons may disrupt genes