Giáo trình Vi sinh vật học part 9 docx

213
Bảng 10.3: Một số enzyme hạn chế, dạng vết cắt và nguồn gốc của chúng
Enzyme Trình tự điểm nhận biết Nguồn gốc
Eco RI 5'-G↓AA*TTC Escherichia coli RY 13
Hha I 5'-GC*G↓C
Haemophilus haemolyticus
Ba II 5'-TGG↓C*CA
Brevibacterium albidum
Hae III 5'-GG*↓CC
Haemophilus aegypticus
Bam HI 5'-G↓GATCC Bacilus amyloliquefaciens H
Hind III 5'-A↓AGCTT Hemophilus influenzae Rd
Kpn I 5'-GGTAC↓C
Klebsiella pneumoniae
Mbo I 5'-↓GATC
Moraxella bovis

Hình 10.3 : Hai dạng đầu cắt của enzyme hạn chế loại II:
a) cắt hình thành đầu tầy và b) cắt hình thành đầu dính.
V. Biến dị
1. Biến dị kiểu hình
Biến dị kiểu hình còn gọi là thường biến, là hiện tượng có sự khác
biệt về cấu trúc cũng như đặc điểm phát triển giữa thế hệ con cái so với
thế hệ bố mẹ cũng như giữa chúng với nhau dưới tác động của môi trường
và không liên quan đến sự thay đổi vật chất di truyền. Đây là những biến
dị tạm thời, thuận nghịch và không ổn định của toàn bộ quần thể sinh vật.
Những biến dị này xuất hiện chậm và mất đi khi các yếu tố làm xuất hiện
chúng mất đi.
Bản chất của biến dị kiểu hình là hiện tượng trội - lặn của gen sẵn
có trong tế bào dưới tác động cảm ứng của môi trường. Khi môi trường

mất đi yếu tố cảm ứng thì tính trạng đã từng hình thành cũng trở nên
không biểu hiện nữa (gen trở nên lặn).
Biến dị kiểu hình, như vậy, có những tính chất sau: tính tạm thời
(không ổn định), tính thuận nghịch và tính toàn bộ.
Ở vi khuẩn, biến dị kiểu hình có thể biểu hiện dưới một số hình
thức. Biến dị hình thái trong quá trình sinh sản thường xảy ra biến dị về
kích thước của tế bào. Tế bào vi khuẩn E. coli nuôi cấy được 5 - 6 giờ
trong môi trường và điều kiện thích hợp sẽ dài ra trước khi phân bào. Trái

214
lại chúng sẽ trở nên nhỏ hơn khi vào trong giai đoạn phát triển tối đa, và
có kích thước tối thiểu khi mất khả năng sinh sản. Hoặc biến dị hình thái
dưới ảnh hưởng của ngoại cảnh như cấu trúc hóa học của môi trường làm
cho vi khuẩn có những hình thái khác nhau, vi khuẩn trở nên mập hơn nếu
được nuôi cấy trong môi trường giàu chất dinh dưỡng, trái lại hình thành
những dạng tế bào mảnh hoặc dạng cầu bất thường khi nuôi cấy trong
môi trường nghèo chất dinh dưỡng. Sức căng bề mặt của môi trường cũng
như độ Acid (pH) môi trường tăng làm hình thành những vi khuẩn mập
hơn, ngắn hơn. Ở nhiệt độ 37 °C Brucella, chẳng hạn, có dạng rất ngắn,
hình thoi hoặc dạng cầu khuẩn nhỏ trong khi nuôi cấy ở nhiệt độ thấp hơn
tế bào thường dài, mảnh. Những chất ức chế ở nồng độ thấp có khả năng
biến đổi hình thái của vi khuẩn. Tương tự, nhiều nấm gây bệnh thường
biểu hiện hai dạng hình thái khác nhau, thường gọi là nấm nhị hình.
Chúng có dạng hình cầu (dạng nấm men) khi ở trong nội quan động vật
mắc bệnh nhưng có dạng sợi khi nuôi cấy trên môi trường nuôi cấy nhân
tạo hay ở môi trường ngoài, ví dụ, Aspergillus fumigatus, Coccidoides
immitis, Histoplasma farsimosa,
Biến đổi hình thái do thường biến còn biểu hiện ở dạng khuẩn lạc.
Những vi khuẩn cùng loài khi phát triển trên môi trường đặc có thể hình
thành khuẩn lạc láng (dạng S) hoặc nhám (dạng R) hoặc những dạng

trung gian.
Biến dị kiểu hình còn thể hiện ở hiện tượng dung nạp thuốc và khả
năng hình thành enzyme để sử dụng các yếu tố môi trường. Tiếp xúc lâu
ngày với nồng độ thấp chất kháng sinh có thể dẫn đến việc hình thành
những chủng vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh do gen lặn được cảm ứng
trở nên trội (mặc dù trong đa số trường hợp sự xuất hiện tính đề kháng với
thuốc kháng sinh là do đột biến hoặc vận chuyển và tái tổ hợp thông tin di
truyền). Trong trường hợp thường biến kháng thuốc các gen tổng hợp yếu
tố đề kháng (thường là enzyme phân giải thuốc kháng sinh hoặc các hợp
chất làm thay đổi các lỗ khổng trên màng tế bào chất) từ trạng thái bị ức
chế được cảm ứng mà chuyển thành dạng hoạt động tức trở thành khuôn
tổng hợp các protein tương ứng.
2. Biến dị kiểu gen
Khái niệm biến dị kiểu gen ở sinh vật đa bào thường được coi là
đồng nhất với khái niệm đột biến (mutation). Tuy vậy, ở vi sinh vật,
thường là đơn bào, thì khái niệm biến dị kiểu gen phải được hiểu rộng
hơn và như là sự hình thành các biến chủng có thể là kết quả của đột biến
(biến đổi cấu trúc genome sẵn có) hoặc của quá trình tiếp nhận vật chất di
truyền từ bên ngoài (thường tiếp theo sau là quá trình tái tổ hợp thông tin
di truyền vào genome nhiễm sắc thể).

215
2.1. Đột biến
Đột biến là sự hình thành các cá thể có những chi tiết (cấu trúc, phát
triển) khác biệt so với thế hệ cha mẹ liên quan đến sự biến đổi vật chất di
truyền. Biến dị này là những biến đổi đột ngột, xuất hiện một cách ngẫu
nhiên, không dự tính trước được và không liên tục ở một số cá thể hiếm
hoi (tần suất xuất hiện ở vi khuẩn: 10
-8
- 10

-6
) của một quần thể vi sinh
vật. Chúng tương đối độc lập với môi trường chung quanh, có tính cố
định, tính bền vững và tính di truyền.
Tính gián đoạn của đột biến là sự thay đổi xảy ra một cách hoàn
chỉnh trong một thời hạn, thường là một lần phân bào.
Tính hiếm của đột biến là hiện tượng tất cả các đột biến đều xảy ra
với tần suất hết sức thấp và xảy ra không đều. Trong những điều kiện nhất
định xác suất xuất hiện đột biến nào đó được biểu diễn như là tỷ số tế bào
hình thành đột biến trong tập đoàn vi khuẩn giữa hai lần phân chia tế bào.
Tần suất này ở vi khuẩn khoảng 10
-7
(10
-8
- 10
-5
).
Tính vững bền của đột biến là sự xuất hiện một biến chủng nếu tồn
tại được trong điều kiện ngoại cảnh xác định thì tính trạng mới được duy
trì và truyền sang thế hệ tiếp theo. Mặc dù vậy, trong nhiều trường hợp có
thể xuất hiện những đột biến biến đảo (conversion). Biến đảo không nhất
thiết có cùng tần suất xuất hiện của đột biến ban đầu nhưng chúng cũng
hiếm, gián đoạn và di truyền.
Tính ngẫu nhiên của đột biến có nghĩa là sự hình thành biến chủng
đột biến trước khi có những yếu tố chọn lọc tác động đến, mặc dù cũng có
những đột biến do cảm ứng với các yếu tố chọn lọc. Trong nghiên cứu vi
khuẩn, để kiểm tra sự hình thành một biến chủng nào đó người ta phải sử
dụng yếu tố chọn lọc để tuyển chọn những dòng vi khuẩn có thuộc tính
khác biệt nhờ kìm hãm những vi khuẩn không có thuộc tính đề kháng chất
chọn lọc. Thí nghiệm của Lederberg (1952) với một chủng E. coli pha

loãng phân nhỏ ra ống nghiệm và pha loãng mà không phân nhỏ (vẫn để
trong bình lớn) để nuôi cấy chuẩn bị trước khi cấy lên đĩa thạch môi
trường có chất cảm ứng chọn lọc (streptomycin) chứng minh rằng đột
biến xảy ra ngay cả khi không tiếp xúc với yếu tố chọn lọc (chất kháng
sinh).
Tính đặc hiệu của đột biến còn hiểu là tính độc lập của đột biến.
Một tính trạng mới xuất hiện thường không ảnh hưởng đến sự hình thành
tính trạng đột biến khác. Tần suất xuất hiện một đột biến kép (ví dụ, đột
biến đề kháng cả penicillin và streptomycin) là tích số các tần suất tương
ứng. Ví dụ, tần suất xuất hiện biến chủng đề kháng một chất kháng sinh là
10
-7
và tần suất xuất hiện biến chủng đề kháng chất kháng sinh khác là 10
-

216
8
thì tần suất xuất hiện một biến chủng đề kháng cả hai thuốc trên là 10
-15
.
Như vậy, phối hợp hai thuốc trên có thể làm giảm khả năng chọn lọc
những biến chủng kháng thuốc hơn là sử dụng các thuốc kháng sinh riêng
rẽ.
Nguyên nhân đột biến có thể là do các yếu tố hóa học và vật lý ion
hóa hoặc gắn kết hóa trị với cầu nối giữa hai chuỗi monomer của DNA
xoắn kép (tia tử ngoại tạo dimer thymine, actinomycin D, ethidium
bromide, bromouracine, 2-aminopurine, ethyl- hoặc methyl-
metasulfonate, dimethyl- hoặc diethylmetasulfonate, N-methyl-N-nitro-
N-nitroso-guanidine, ethyleneimine, acid nitrơ, ). Tuy nhiên, trong nhiều
trường hợp khó có thể phát hiện và kiểm soát được các nguyên nhân gây

nên nhiều đột biến. Người ta gọi chúng là đột biến do ngẫu nhiên.
Bản chất của đột biến: Bộ nucleotide của DNA thuộc một gen là
một mật mã thông tin, nó tương ứng với cấu trúc một protein đặc hiệu.
Mọi thay đổi của bộ này dẫn đến sự thay đổi cấu trúc và chức năng của
protein đó, hình thành một tính trạng đột biến. Đột biến là những thay đổi
ở tầm phân tử.
Mọi đột biến dù là ngẫu nhiên hay do cảm ứng thì sự thay đổi của
bộ nucleotide có thể xảy ra hai kiểu: thêm, bớt hoặc thay thế một đôi bazơ
bằng một đôi bazơ khác (đột biến điểm) hoặc thêm, bớt hoặc thay thế một
đoạn DNA bằng một đoạn DNA khác (đột biến đoạn). Mặc dù đột biến
đoạn thường khá gặp, như hiện tượng khuyếch đại gen, nhưng do tính phổ
biến của đột biến điểm nên người ta thường đồng nhất khái niệm đột biến
điểm với đột biến. Đột biến này thường không biến đảo. Đột biến điểm
tuy nhỏ nhưng thường góp phần quan trọng trong quá trình tiến hóa. Khi
một bazơ bị mất hoặc được chèn thêm vào trình tự của gen cấu trúc sẽ
xuất hiện sự thay đổi mạnh mẽ trong cấu trúc protein do thay đổi toàn bộ
trình tự Acid amin trong thành phần chuỗi polypeptide kể từ vị trí thêm
điểm hay mất điểm (đọc theo hướng 5'→3' của RNA thông tin). Biến đổi
này được gọi là sự chuyển dịch khung (frame shift). Trong đa số trường
hợp, đặc biệt đột biến điểm ở vị trí đầu 5' của sợi dương của gen cấu trúc,
cũng là đầu 5' của RNA thông tin, những biến chủng này thường mất khả
năng sống nếu biến dị xảy ra trên gen thiết yếu (house-keeping genes) của
sinh vật do cấu trúc (hóa học cũng như không gian) protein thay đổi dẫn
đến mất chức năng vốn có (cấu trúc, enzyme, kích thích, thụ thể, ) của
nó. Đột biến thế điểm (GC→AT và ngược lại) ngược lại là đột biến
thường gặp nhưng ít biểu hiện ra bên ngoài và thường khó phát hiện. Khi
DNA gen được phiên thành RNA thông tin, điểm đột biến thế điểm không
làm thay đổi khung đọc của phần lớn chiều dài của chuỗi RNA thông tin.
Vì vậy thành phần của chuỗi polypeptide chỉ thay đổi tại một vị trí tương
ứng với điểm đột biến trên gen. Khi đó, nếu Acid amin mới đó khác nhiều

217
so với Acid amin nguyên thủy về thuộc tính phân cực, tính ái thủy và tính
phản ứng thì tính chất nguyên thủy của protein bị thay đổi dẫn đến chức
năng cũ của protein bị mất. Hiện tượng này biểu hiện trầm trọng nếu acid
amin thay thế nằm ở trung tâm hoạt động của một enzyme thiết yếu, kết
quả có thể là biến chủng không thể tồn tại. Trong trường hợp Acid amin
thay thế không có sự khác biệt nhiều so với acid amin nguyên thủy hoặc
đột biến tạo mật mã thoái hóa (nhiều mã bộ ba nucleotide cho một acid
amin) thì đột biến không biểu hiện tính trạng và tích lũy lặn trong quần
thể. Đây thường là nguyên nhân của sự hình thành loài mới trong quá
trình tiến hóa.
Chủng loại đột biến thường gặp khá phong phú. Có thể gặp đột biến
hình thái như đột biến dạng khuẩn lạc, thay đổi khả năng sinh sắc tố hoặc
khả năng hình thành nha bào. Đặc biệt có thể gặp các đột biến khuyết
dưỡng hay tự dưỡng (auxotrophic mutants): các chủng đột biến này mất
khả năng phát dục nếu trong môi trường thiếu một yếu tố nào đó. Ngược
lại, một số đột biến dẫn đến việc tăng khả năng tổng hợp các yếu tố sinh
trưởng hay các hợp chất khác như Acid amin, (đồng nghĩa với việc mất
khả năng điều tiết sản xuất thừa). Các đột biến khác cũng thường gặp ở vi
khuẩn là đột biến thay đổi khả năng lên men, khả năng sử dụng các
đường, đột biến gây vững bền đối với các nhân tố ức chế dẫn đến thay đổi
độc lực, thay đổi tính kháng nguyên hoặc sự mẫn cảm đối với kháng sinh
hoặc tia tử ngoại, v.v
2.2. Sự vận chuyển và tái tổ hợp thông tin di truyền
Có ba cơ chế vận chuyển di truyền khác nhau ở vi khuẩn: Biến nạp
(còn gọi là chuyển thể - transformation), tải nạp (transduction, còn gọi là
chuyển nạp) và tiếp hợp (conjugation, còn gọi là tiếp nạp hay giao phối).
Những cơ chế đều có đặc điểm là vận chuyển di truyền theo một chiều từ
tế bào này sang tế bào khác mà không có chiều ngược lại, và tế bào cho

(donor) chỉ vận chuyển một phần di truyền, trừ một vài ngoại lệ ít gặp
trong những trường hợp vận chuyển nhiễm sắc thể do sự tiếp hợp.
Mỗi cơ chế vận chuyển này đều có đặc tính riêng quyết định sự
truyền những yếu tố di truyền từ tế bào cho sang tế bào nhận. Trong quá
trình biến nạp chất liệu di truyền là những mảnh DNA tự do. Hiện tượng
chuyển nạp là do các phage đưa mảnh nhiễm sắc thể từ một tế bào phage
đã ký sinh và dung giải trước đây cho một tế bào khác. Khác với sự vận
chuyển di truyền trong biến nạp và tải nạp, hiện tượng giao phối là sự
phối hợp giữa hai vi khuẩn có giới tính khác nhau, hay là sự vận chuyển
từ vi khuẩn đực sang vi khuẩn cái.
2.2.1. Biến nạp (Transformation)

218
Biến nạp (hay chuyển thể) là sự vận chuyển thông tin di truyền nhờ
sự xâm nhập của các phân tử DNA tự do (có nguồn gốc từ tế bào cho đã
phân giải) vào tế bào nhận làm cho genome của tế bào nhận thay đổi. Kết
quả của biến nạp phụ thuộc vào mức độ tương đồng trong cấu trúc phân
tử DNA của tế bào cho và tế bào nhận. Vì vậy sự biến nạp thường có kết
quả hơn trong giới hạn một loài có các cá thể có những tính trạng khác
nhau.
Điều kiện biến nạp: Quá trình biến nạp chỉ xảy ra trong khi các vi
khuẩn nhận ở một tình trạng sinh lý đặc biệt (ở khoảng 1 - 15% tế bào ở
quần thể, thông thường ở giai đoạn phát triển giảm). Tình trạng này đã
làm thay đổi các tính chất bề mặt tế bào nhận có các yếu tố cảm ứng
enzyme đặc biệt trên đó các đoạn phân tử DNA có thể xâm nhập được.
Trên bề mặt tế bào nhận có các yếu tố cảm ứng để cho đoạn DNA có thể
cố định. Có chừng 30 - 70 vùng cảm ứng như thế. Đoạn DNA đã nhập
vào tế bào được tách đôi, và một mạch đơn được ghép vào nhiễm sắc thể
của tế bào nhận. Quá trình này được gọi là sự tái tổ hợp (recombination).
Tần suất tái tổ hợp phụ thuộc vào đặc tính các đoạn nhiễm sắc thể khác

nhau, vào sự tương đồng các phân tử DNA. Biến nạp tự nhiên thường
diễn ra ở họ Enterobacteriaceae. Trong điều kiện thí nghiệm tần suất biến
nạp tăng cao nhờ tế bào được xử lý làm thay đổi màng tế bào chất (như
xử lý polyethylene glycol) và gây sốc nhiệt (chuyển tế bào từ nhiệt độ
0°C sang nhiệt độ 40 - 50°C trong vòng 50 - 60 giây).
Griffith là người đầu tiên đã phát hiện sự biến nạp ở phế cầu khuẩn
(Streptococcus pneumoniae, tên cũ là Diplococcus pneumoniae hay
pneumococcus) vào năm 1928. Vi khuẩn này có hai dạng khác nhau.
Dạng gây bệnh cho động vật hình thành khuẩn lạc láng ký hiệu là S. Dạng
không gây bệnh hình thành khuẩn lạc nhám ký hiệu R. Nếu tiêm vi khuẩn
sống chủng S thì làm chuột nhắt chết, tiêm S chết do qua xử lý nhiệt (hơ
nóng) thì chuột vẫn sống, còn tiêm vi khuẩn chủng R sống cho chuột thì
chuột vẫn sống, nhưng tiêm R sống đồng thời với tiêm S chết lại làm
chuột chết và sau đó trong máu chuột chết phân lập được chủng S đặc
trưng. Các thí nghiệm sau đó (Avery, MacLeod và McCarty, 1944) cho
thấy nếu xử lý dịch S chết được tinh chế vẫn có năng lực biến nạp in vitro
và nếu xử lý bằng DNase thì làm mất hoạt tính biến nạp của dịch này
trong khi xử lý bằng protease vẫn giữ nguyên tính biến nạp. Điều đó
chứng minh rằng DNA, chứ không phải protein, là vật chất mang thông
tin di truyền.
Cho đến nay, những tính trạng được biến nạp được biết là khả năng
tổng hợp yếu tố sinh trưởng, khả năng sử dụng đường để sinh trưởng, khả
năng kháng thuốc, khả năng sinh độc tính, Hiện tượng này được vận
dụng rộng rãi trong kỹ thuật di truyền.

219
2.2.2. Sự tải nạp (chuyển nạp - transduction)
Tải nạp là sự vận chuyển vật chất di truyền nhờ phage
(bacteriophage hay thực khuẩn thể) là các virus ký sinh vi khuẩn. Có hai
loại phage. Các phage độc làm tan vi khuẩn ký chủ đặc hiệu trong khi các

phage ôn hòa không làm tan vi khuẩn. Tuy vậy, các phage ôn hòa có hai
giai đoạn thay thế nhau trong chu trình phát triển, chúng có thể trở thành
phage độc khi môi trường có tác nhân (hóa, lý) gây đột biến.
Khi phage hấp bám lên màng tế bào vi khuẩn đặc hiệu bằng thụ thể
ở lông đuôi, ATP-ase ống đuôi của phage được hoạt hóa phân giải ATP
giải phóng năng lượng làm co rút vỏ đuôi, kết quả là ống đuôi chọc thủng
màng tế bào chất vi khuẩn và làm DNA phage theo ống đuôi này xâm
nhập vào tế bào chất vi khuẩn. Sau khi xâm nhập DNA, phage độc tồn tại
độc lập trong tế bào chất, điều khiển quá trình tổng hợp protein phage,
DNA phage và làm phân hủy DNA của vi khuẩn. Trong quá trình lắp ráp
vỏ protein phage thường bao bọc DNA phage nhưng trong nhiều trường
hợp vỏ protein phage lại chứa mảnh DNA vi khuẩn (và tạo thành phage
khuyết tổn hay phage thui: abortive phage). Khi giải phóng ra ngoài cùng
các phage khác do dung giải tế bào, phage khuyết tổn này lại tiếp tục hấp
bám lên tế bào mới và đưa đoạn DNA của tế bào cũ vào tế bào mới.
Ở một số phage được gọi là phage ôn hòa, sau khi xâm nhập vào tế
bào chất vi khuẩn, DNA ấn nhập vào cấu trúc phân tử DNA nhiễm sắc thể
của vi khuẩn ở dạng tiền phage (prophage). Ở trạng thái episome này bộ
gen của phage ôn hòa được truyền cho các thế hệ sau của vi khuẩn tương
tự các gen khác của nhiễm sắc thể. Các vi khuẩn mang prophage được gọi
là vi khuẩn dung nguyên (lysogenic bacteria) do những vi khuẩn này
mang mầm mống của quá trình dung khuẩn sau này, khi chuyển sang
trạng thái độc. Vi khuẩn dung nguyên tiếp tục sinh trưởng bình thường,
tuy nhiên khi gặp điều kiện môi trường có các yếu tố gây đột biến thì
phage chuyển sang trạng thái độc làm vi khuẩn dung giải. Khi đó
prophage tự sao chép thành những phiên bản ở trạng thái độc lập trong tế
bào chất và bắt đầu chu trình dung giải vi khuẩn. Trong quá trình sao
chép đó các phage mới hình thành có thể mang theo DNA của phage và
đoạn DNA (nằm kề bên) của nhiễm sắc thể vi khuẩn. Khi xâm nhập vào
tế bào mới, các phage mang gen nhiễm sắc thể thực hiện chức năng vật

mang chất di truyền từ tế bào cho (ký chủ trước) sang tế bào nhận (ký chủ
sau). Sự tải nạp phổ biến rộng rãi và được nghiên cứu kỹ ở vi khuẩn họ
Enterobacteriaceae. Ở E. coli đó là các phage T và P-1, ở Shigella P-1, ở
Salmonella typhimurum P-22. Các phage tải nạp ở Staphylococcus,
Pseudomonas và Proteus cũng biết đến. Quá trình tải nạp có thể vận
chuyển một hoặc một số gen bất kỳ như nêu trên được gọi là tải nạp

220
chung hay tải nạp không đặc hiệu (như tải nạp do phage P-1 và P-22 ở E.
coli, Shigella và Salmonella.
Nhiều phage chỉ có thể tái tổ hợp vào một vị trí (locus) nhất định
trong genome ký chủ. Chính vì vậy chúng chỉ có thể vận chuyển những
gen phân bố gần locus này mà thôi. Hiện tượng này gọi là tải nạp đặc
hiệu. Phage lambda (λ) ở E. coli, ví dụ, chỉ vận chuyển những gen nằm kề
locus galactosidase (Gal) là vị trí phage này tái tổ hợp vào genome ký
chủ. Tương tự, phage Φ-80 cũng ở E. coli có thể tái tổ hợp vào gần locus
điều khiển tổng hợp tryptophan và sau đó tải nạp yếu tố này một cách đặc
hiệu.
Khi nghiên cứu sự tải nạp ở Salmonella người ta còn phát hiện được
sự tải nạp khuyết (abortive transduction). Chẳng hạn, trường hợp một
đoạn nhiễm sắc thể điều khiển tổng hợp các purine được phage tải nạp
sang tế bào nhận không tái tổ hợp với nhiễm sắc thể mà tồn tại tự do trong
tế bào chất ở dạng gen ngoài (extragene) và không tự sao chép. Khi đó vi
khuẩn trở nên có khả năng phát triển trên môi trường không có hợp chất
này và thể hiện kiểu hình là các khuẩn lạc nhỏ mọc trên môi trường tổng
hợp không chứa purine. Lý do của quá trình này là gen tổng hợp purine
không sao chép được trong mỗi lần vi khuẩn phân bào nên chỉ một tế bào
vi khuẩn duy nhất mang tính trạng tổng hợp purine trong quần thể (để
phát triển và có thể hỗ trợ tế bào bên cạnh). Một số phage ôn hòa khi làm
dung nguyên hóa vi khuẩn có khả năng làm thay đổi các kháng nguyên vi

khuẩn nhận. Khi tải nạp, một đoạn nhiễm sắc thể điều khiển tổng hợp
kháng nguyên thân được truyền theo điều khiển tổng hợp kháng nguyên
thân ở tế bào nhận, sau khi được ấn nhập vào tế bào nhận (vốn không có
kháng nguyên này). Hiện tượng tải nạp đoạn gen điều khiển độc tố được
phát hiện ở Corynebacterium diphtheriae. Ở loài vi khuẩn này chỉ có
những tế bào dung nguyên có khả năng tổng hợp ngoại độc tố biểu hiện
độc tính: gây sốt và các hiện tượng bệnh lý khác ở người (bệnh bạch hầu).
Nói chung, ở vi khuẩn chuyển nạp đóng vai trò trong lan truyền độc
tính, lan truyền kháng nguyên thân (gây phản ứng chéo miễn dịch) và
nâng cao khả năng tổng hợp các chất yếu tố sinh trưởng.
2.2.3. Tiếp hợp (hay tải nạp, giao phối - conjugation)
Tiếp hợp là quá trình vận chuyển thông tin di truyền bằng cách tiếp
xúc trực tiếp các tế bào cho và nhận nguyên vẹn về mặt sinh lý. Quá trình
truyền vật chất di truyền chỉ diễn ra một chiều từ tế bào đực (F+) sang tế
bào cái (F-). Điều này được Lederberg và Tatum chứng minh lần đầu tiên
vào năm 1964 trên các biến chủng E. coli K-12. Khả năng cho của tế bào
đực quyết định bởi sự có mặt của yếu tố di truyền ngoài nhiễm sắc thể là

221
F (fertility factor, sex-factor, yếu tố giới tính). Các thuật ngữ "tế bào đực"
và "tế bào cái" được dùng theo hệ thống định danh hiện đại từ năm 1976.
Trên bề mặt của tế bào F
+
có các nhung mao đặc biệt - pili giới tính,
có thể hấp thụ các phage đặc biệt. Số lượng pili giới tính rất ít (khoảng 2 -
3). Đường kính trong khoảng 25Åcó thể cho phép sợi DNA của tế bào đi
qua khi nó tiếp xúc với tế bào nhận.
Yếu tố ngoài nhiễm sắc thể điều khiển quá trình tiếp hợp gọi là các
plasmid tiếp hợp (conjugative plasmid). Những plasmid này có thể điều
khiển sự vận chuyển DNA của chính nó hoặc định hướng vận chuyển

nhiễm sắc thể khi nó nằm ở trạng thái liên kết với nhiễm sắc thể đó.
Ngoài yếu tố giới tính F còn có các plasmid tiếp hợp khác như
plasmid điều khiển sự đề kháng của vi khuẩn đối với một số thuốc
(plasmid R). Plasmid điều khiển tổng hợp colicin (col j, col v2, colv 3),
plasmid điều khiển tổng hợp enterotoxin ở E. coli, plasmid Hly điều khiển
sự tổng hợp hemolysin, hemotoxin, có plasmid độc tố vir, cũng như
plasmid điều khiển tổng hợp kháng nguyên K-88 (tức F4), K-99 (tức F5)
và một vài plasmid khác.
Quá trình tiếp hợp của plasmid F tái tổ hợp trong DNA mạch vòng
của nhiễm sắc thể bắt đầu từ khi hai tế bào đực và cái tiếp xúc nhau. Khi
đó, một mạch của đoạn nhiễm sắc thể ở kề bên yếu tố F bị cắt và duỗi ra
mà trở nên có cấu trúc thẳng. Đầu nhiễm sắc thể tự do này tách ra và tự
sao thành hai sợi, hướng về phía pili giới tính và được chuyển theo pili
này sang tế bào F
-
. Bởi vì plasmid F nằm ở cuối chuỗi thẳng nhiễm sắc
thể nên nó không được truyền qua tế bào F
-
vì trong quá trình tiếp hợp
ngắn ngủi DNA nhiễm sắc thể thường bị đứt đoạn, và nhờ đó chỉ một
phần nhiễm sắc thể của tế bào F
+
được chuyển sang tế bào F
-
. Những
chủng có tần suất biến nạp gen nhiễm sắc thể cao được gọi là chủng Hfr
(chủng có tần suất biến nạp cao). Trong trường hợp pili giới tính tự do
trong tế bào chất, hai hiện tượng có thể gặp là biến nạp một phần genome
plasmid F hoặc biến nạp toàn bộ genome plasmid. Trong trường hợp đầu
chỉ một số gen của plasmid F được chuyển sang và có thể tái tổ hợp vào

nhiễm sắc thể tế bào nhận. Trong trường sau, tế bào nhận trở thành tế bào
F+. Hiện tượng này được gọi là sự hùng hóa ("đực hóa") tế bào cái.
2.3. Tương tác các virus
Tương tác các virus là hiện tượng thường gặp và góp phần thay đổi
tính trạng cũng như khả năng phát triển của virus khi trong một tế bào
đồng thời cảm nhiễm một số virus. Hiện tượng này có thể liên quan đến
kiểu gen nhưng trong nhiều trường hợp ở các virus chỉ xảy ra liên quan
đến kiểu hình. Tương tác kiểu gen có thể là: 1) tái tổ hợp, hoạt hóa đồng

222
loạt, dị hợp hóa, chuyển vỏ và tái hoạt hóa chéo. Tương tác kiểu hình có
thể là pha trộn kiểu hình, tái hoạt hóa phi kiểu gen, tương bổ, kích thích
và cản nhiễm (hay can thiệp cảm nhiễm).
Tái tổ hợp là sự trao đổi vật chất di truyền giữa các thể virus khác
biệt nhau về một số tính trạng cùng phát triển trong một tế bào. Kết quả là
hình thành những thể lai mang một phần tính trạng của chủng gốc này và
một phần tính trạng của chủng gốc khác. Ở virus động vật xương sống
hiện tượng tái tổ hợp chỉ diễn ra khi các chủng virus gần gũi cùng cảm
nhiễm một tế bào và tần suất xuất hiện phụ thuộc vào chủng loại hệ thống
tế bào ký chủ. Tái tổ hợp là đặc tính chung của mọi virus nhưng việc phát
hiện được thể lai là khó khăn và phụ thuộc vào nhiều điều kiện. Tần suất
lai cao diễn ra ở một số virus RNA (orthomyxovirus, reovirus,
oncornavirus) và ở tất cả các virus DNA hai sợi. Tái tổ hợp có thể truyền
hàng loạt tính trạng: hoạt tính ngưng kết hồng cầu, tính đề kháng nhiệt và
chất ức chế, độc tính đối với động vật, hoạt tính sinh sản trong phôi gà,
hoạt tính enzyme và miễn dịch. Có thể xảy ra, chẳng hạn quá trình tái tổ
hợp giữa các virus động vật và người trong thí nghiệm in vitro cũng như
in vivo, điều này giải thích sự xuất hiện dịch cúm ở người cũng như khả
năng người mắc bệnh cúm động vật do cúm động vật có thể tiếp nhận một
số tính trạng (như mang thụ thể đối với tế bào người) bảo đảm tiếp tục

xâm nhập và phát triển trong tế bào người. Bản chất của quá trình tái tổ
hợp gen virus có thể là sự trao đổi từng đoạn và trao đổi trong đoạn kết
quả là thể lai mang thông tin di truyền của cả hai chủng gốc.
Hoạt hóa đồng loạt là quá trình thường diễn ra trong một tế bào
cảm nhiễm đồng thời nhiều thể virus đã bị vô hoạt bởi bức xạ tử ngoại.
Do tử ngoại chỉ gây đột biến một số phần của genome virus nên, trong
một tế bào, các phần gen còn nguyên vẹn của các genome có thể trao đổi
(tái tổ hợp) dẫn đến hình thành thể có đầy đủ những gen nguyên vẹn.
Dị hợp hóa là hiện tượng khi một số thể virus có tính trạng khác
nhau tái sản đồng thời trong một tế bào có thể hình thành những virion
mang toàn bộ genome của một virus và một phần hoặc toàn bộ genome
của virus thứ hai. Mặc dù sự kết hợp genome trên không di truyền nhưng
nó cho phép các virus sản sinh thế hệ mới, trong đó một số virion mang
tính trạng của một virus khởi nguyên loại này còn một số khác mang tính
trạng của virus khởi nguyên loại khác. Những virus trên được gọi là dị
hợp thể và khác với các virus đồng thể ở chỗ các virion thế hệ con không
đồng nhất. Hiện tượng dị hợp hóa có thể quan sát trong các thí nghiệm
với virus cúm và virus bệnh Newcastle. Thí nghiệm cũng đã chỉ ra rằng
có thể đun nóng làm biến tính DNA virus làm mạch đôi chuyển thành
mạch đơn và khi để nguội thì mạch đôi lại tự phục hồi. Nếu trong dung

223
dịch tồn tại hai loại virus thì có thể hình thành những thể dị hợp mang
genome hỗn hợp của hai virus khởi đầu.
Chuyển vỏ (transcapsidation) là hiện tượng genome của một virus
được ấn nhập vào vỏ của virus khác có khả năng bảo tồn ở trạng thái ổn
định trong tế bào mẫn cảm với virus khởi nguồn. Hiện tượng này có thể
gặp khi nuôi cấy vào tế bào đồng thời adenovirus và virus SV-40 của khỉ.
Hoạt hóa chéo là hiện tượng genome tương tự tái tổ hợp nhưng
một trong hai virus tham gia ở dạng nguyên vẹn còn virus kia đã bị vô

hoạt do hư tổn một phần genome (đun nóng hoặc chiếu tử ngoại). Trong
trường hợp này phần genome của virus bị vô hoạt có thể tham gia tái tổ
hợp với genome virus bình thường. Kết quả là hình thành những virion có
tính trạng hỗn hợp của hai virus khởi nguyên. Dạng tái tổ hợp thường dễ
hình thành hơn trong trường hợp hoạt hóa chéo so với việc kết hợp hai
virus nguyên vẹn. Hoạt hóa chéo thường diễn ra trong tế bào nếu tiêm
virus vô hoạt (bằng nhiệt hoặc tia tử ngoại) vào hệ thống mẫn cảm khoảng
24 - 48 giờ trước khi tiêm virus có hoạt tính. Có đến 70% genome virus
cúm gia cầm vô hoạt A1 được hoạt hóa nhờ virus cúm A2. Virus đậu thỏ
cũng đã được chứng minh có hoạt hóa chéo.
Pha trộn kiểu hình là hiện tượng hai virus khác nhau khi tái sản
đồng thời trong một tế bào làm xuất hiện những virion mang genome của
chỉ một virus khởi nguyên nhưng lại mang kháng nguyên của cả hai virus
khởi nguyên đó. Trong trường hợp này không diễn ra quá trình tương tác
kiểu gen mà các virion chỉ thừa hưởng chung các protein cấu trúc đã được
tổng hợp đồng thời trong một tế bào. Hiện tượng pha trộn kiểu hình
thường gặp ở phage T2 và T4 và cũng như ở một số virus người và động
vật (như virus cúm, virus bệnh Newcastle, bại liệt, và các "arbovirus" typ
A).
Tái hoạt hóa phi kiểu gen là hiện tượng một virus bị vô hoạt
protein cấu trúc nhưng có thể phát triển nhờ hoạt tính của protein-enzyme
có nguồn gốc từ virus khác, ví dụ nhờ enzyme "cởi vỏ" của virus đậu.
Hiện tượng tái hoạt hóa phi kiểu gen có thể diễn ra nhờ một virus đậu
nguyên vẹn nhưng cũng có thể nhờ một virus đậu genome khuyết tổn.
Tương bổ là hiện tượng khi nhiễm đồng thời hai virus có genome
tổn thương do biến dị ở hai miền gen khác nhau và đều mất khả năng tái
sản, thì chúng cùng sử dụng chung sản phẩm (các protein) của hai
genome mà cùng có khả năng thực hiện chu trình tái sản. Chẳng hạn, gen
khuyết tổn do biến dị ở một virus có thể là protein dịch sớm (RNA-
polymerase) còn virus khác khuyết tổn ở gen protein cấu trúc. Khi tách

biệt hai virus này đều không thể tái sản nhưng nếu cảm nhiễm hỗn hợp thì

224
quá trình tái sản của cả hai đều xảy ra. Do không có sự tái tổ hợp di
truyền nên các virion thế hệ con cháu cũng có genome khuyết tổn.
Kích thích là hiện tượng một virus nguyên vẹn khi cảm nhiễm
đồng thời với virus khuyết tổn thì cung cấp một hoặc một số nguyên liệu
cần thiết cho virus khuyết tổn thực hiện chu trình tái sản. Ví dụ virus u
thịt Raus không thể cảm ứng tổng hợp protein cấu trúc, mà sử dụng
protein của virus bạch cầu gà trong thành phần áo ngoài. Khi trong môi
trường có mặt của virus bạch cầu gà, từ các tế bào gà biến nạp (có gen đã
tái tổ hợp) virus u thịt Raus xuất hiện các virion virus u thịt Raus. Virus
bạch cầu gà trong trường hợp này gọi là virus trợ giúp. Virus á cúm typ 3
có thể là virus trợ giúp đối với virus Newcastle trong lứa cấy tế bào thận
khỉ, virus Sendai đối với virus bại liệt trong lứa cấy tế bào sơ phôi chuột
vàng, adenovirus đối với các virus tùy thuộc adeno (hay AAV, hay
adenosatelite).
Cản nhiễm (hay can thiệp cảm nhiễm, can nhiễm - interfering) là
hiện tượng một tế bào đã bị cảm nhiễm một loại (typ) virus có khả năng
đề kháng lại sự xâm nhập sau đó của virus khác. Hiện tượng này liên
quan đến sự hình thành protein đặc biệt gọi là interferon do genome tế
bào động vật chi phối, giúp tế bào bị nhiễm cũng như các tế bào bên cạnh
trở nên đề kháng tái cảm nhiễm virus. Phụ thuộc vào chủng loại virus bị
cản nhiễm mà chia thành ba loại cản nhiễm: tự cản nhiễm, cản nhiễm
đồng loại, cản nhiễm dị loại. Điểm đặc biệt của interferon là chỉ bảo vệ
được các tế bào cùng loài với tế bào đã tổng hợp nên nó (tính đặc hiệu ký
chủ) và chống lại sự xâm nhập của các loại virus khác nhau (tính không
đặc hiệu vật ký sinh). Do khả năng hình thành nhanh chóng (khoảng 24 -
48 giờ) và tạo sự đề kháng đối với nhiều loại virus một cách nhanh chóng
nên interferon được coi chú ý ứng dụng. Tác dụng của các vaccine virus

nhược độc (attenuated vaccine) trong giai đoạn sớm là do hiện tượng cản
nhiễm. Ngày nay, hợp chất này đã được sản xuất bằng công nghệ di
truyền và áp dụng trong điều trị bệnh nhiễm virus ở người.
VI. Kỹ thuật di truyền
Kỹ thuật di truyền bắt đầu như một khoa học từ 7/1972 khi
nhóm nghiên cứu của Paul Berg (Viện hàn lâm khoa học quốc gia Mỹ)
hoàn thành việc chế tạo bộ gen lai giữa virus SV40 của khỉ với phage
lambda. Lần đầu tiên kết nối hai virus khác nhau hoàn toàn về mặt di
truyền thành một chỉnh thể và được nhân lên dưới dạng plasmid trong tế
bào vi khuẩn. Phân tử DNA lai chứa các thông tin di truyền của virus
SV40, thông tin điều khiển quá trình tự sao của DNA phage lambda cũng
như toàn bộ chức năng của operon galactosidase của vi khuẩn E. coli. Ban
đầu khái niệm kỹ thuật di truyền chỉ các kỹ thuật tái tổ hợp DNA nhưng

225
dần dần nội dung của thuật ngữ này mở rộng tới các kỹ thuật liên quan
như PCR với các biến tướng PCR, kỹ thuật lai phân tử (Northern
hybridization, Southern hybridization, microarray,
Nguyên tắc chung của công nghệ DNA tái tổ hợp gồm một số
bước. Trước hết DNA genome mục tiêu và DNA chuyển tải (vector) được
tinh chế và cắt thành đoạn nhờ một loại enzyme hạn chế. Trong nhiều
trường hợp (đặc biệt đối với sinh vật bậc cao) DNA genome mục tiêu
được thay thế bằng DNA tương bù (cDNA) của RNA thông tin thành
thục. DNA này được tổng hợp từ khuôn RNA thông tin nhờ sự xúc tác
của enzyme sao chép ngược (reverse transcriptase, RNA-dependent
DNA-polymerase). DNA vector có thể là của một plasmid hoặc phage
(nếu vật mang, dòng hóa gen là vi khuẩn), plasmid Ti của vi khuẩn
Agrobacterium tumefaciens (nếu vật mang dòng hóa gen là tế bào thực
vật), là virus (retrovirus hoặc adenovirus không gây bệnh, nếu vật mang
dòng hóa gen mục tiêu trong tế bào động vật). Bước thứ hai là chuyển vận

DNA tái tổ hợp vào cơ thể vật mang, dòng hóa và bước tiếp sau đó là sau
đó nuôi cấy vật mang, sản xuất (chiết xuất và tinh chế) sản phẩm mục
tiêu.
Nhờ được cắt cùng một loại enzyme hạn chế (thường là enzyme
đầu dính) các đoạn DNA mục tiêu và các DNA vector (chỉ cắt tại một
điểm của mạch vòng xoắn kép) có thể ngẫu nhiên hình thành mối liên kết
hyđrô tương bù ở các đầu dính, rồi được enzyme ligase hàn gắn các đầu
khấc. Kết quả là trong hỗn hợp hình thành thể tái tổ hợp vector với một
hoặc một số mảnh DNA của genome mục tiêu (bên cạnh các sản phẩm
không mong muốn như vector tự khép vòng, các vector tự tái tổ hợp với
nhau và các mảnh DNA không tái tổ hợp hoặc tự tái tổ hợp). Tất cả các
sản phẩm trong hỗn hợp đều được trộn với các vật mang tạo dòng, sau đó
các vật mang được nuôi cấy trong môi trường dinh dưỡng có chứa yếu tố
chọn lọc (chất kháng sinh đối với vi khuẩn, hóa chất gây chết đối với tế
bào động vật và thực vật). Trong điều kiện đó, chỉ các tế bào vật mang
mang vector sống sót. Hơn nữa, do plasmid bị enzyme hạn chế cắt tháo
vòng tại một vị trí xác định trong một gen điều khiển một thuộc tính nhận
biết khác, những plasmid đã tái tổ hợp mất khả năng tạo tính trạng đó ở
vật mang (chẳng hạn, mất khả năng tổng hợp beta-galactosidase), nên chỉ
những vật mang sống sót và không biểu hiện tính trạng đó được chọn
nuôi cấy tạo dòng. Bước tiếp theo là chọn những dòng biểu hiện tính
trạng của gen mục tiêu hoặc những dòng mang gen mục tiêu (nhờ lai phân
tử: các phương pháp thử nghiệm miễn dịch như ELISA, Western blot
analysis hoặc với các dò DNA hoặc RNA - Southern blot analysis,
Northern blot analysis), hoặc PCR. Nuôi cấy tạo dòng những cá thể vật

226
mang thỏa mãn các bước thử nghiệm trên giúp tạo ra dòng thuần các sinh
vật mang có thể sản xuất các sản phẩm mục tiêu.
Cho đến nay, kỹ thuật di truyền đã đạt được những bước tiến vượt

bậc. Nhiều sản phẩm có ích đã được sản xuất từ các sinh vật tái tổ hợp
hay sinh vật biến đổi gen (genetically modified organisms - GMO) như
giống ngũ cốc, đậu tương, hạt có dầu, bông, mang gen chống sâu bệnh
hoặc kháng thuốc chống cỏ dại hoặc có chất lượng sản phẩm nâng cao
như khoai tây chứa nhiều protein, lúa giàu vitamin A và sắt, tạo ra được
những vaccine tái tổ hợp có thể dễ sản xuất (dễ nuôi cấy trên lứa cấy tế
bào hay phôi gà) và dễ sử dụng (cho ăn, cho uống), hoặc các động vật tái
tổ hợp sản sinh những sản phẩm hữu ích như thuốc chữa bệnh, thậm chí
tạo ra những đàn lợn mang kháng nguyên người hy vọng có thể là vật cho
tim hoặc nội quan khác để điều trị những trường hợp người bệnh cần phải
thay thế nội quan, Tuy nhiên, kỹ thuật di truyền cũng đặt loài người vào
tình trạng có thể phải đương đầu với những đe dọa mới liên quan đến sức
khỏe của người và sinh thái - môi trường. Chưa thể chứng minh được tính
vô hại của GMO thực phẩm đối với con người, cũng như chưa thể phủ
nhận khả năng lan truyền gen kháng thuốc (của plasmid vector) trong tập
đoàn các vi khuẩn tự nhiên của cơ thể (ví dụ, trong đường ruột) người và
động vật. Chăm sóc những loại cây trồng đề kháng thuốc diệt cỏ và thuốc
diệt sâu bệnh có thể dẫn đến lạm dụng nông dược và nếu thoái hóa trở
thành cỏ dại thì thực vật kháng thuốc và kháng sâu bệnh sẽ là một nguy
cơ mới đối với nông nghiệp. Tương tự, nguy cơ những sinh vật GMO lấn
át sinh vật tự nhiên là rất cao và có thể dẫn đến sự tuyệt diệt của nhiều
loài sinh vật hiện có, ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái,
PCR (phản ứng chuỗi trùng hợp: polymerase chain reaction) là
một kỹ thuật riêng biệt được sáng tạo để khuyếch đại DNA in vitro dựa
trên cơ sở phản ứng tự sao của DNA nhờ DNA-polymerase từ các
deoxyribonucleoside triphosphate luôn cần mồi (primer) là đoạn
oligonucleotide (trong tế bào là đoạn RNA do primase xúc tác tổng hợp)
gắn kết sẵn một cách tương bù trên khuôn sợi đơn của phân tử DNA.
Hiện thực hóa nguyên lý trên để áp dụng trong ống nghiệm được xúc tiến
nhờ những tiến bộ trong kỹ thuật như: tổng hợp được các mạch

oligonucleotide có trình tự đặc hiệu biết trước từ các deoxyribonucleoside
triphosphate, thành công trong việc chế tạo máy chu kỳ nhiệt hay máy
luân nhiệt (thermocycler) và tinh chế được enzyme DNA-polymerase chịu
nhiệt (từ vi khuẩn ưu nóng Thermus aquaticus - Taq polymerase, sau đó
từ E. coli tái tổ hợp gen này của Thermus aquaticus - rTaq polymerase).
Trong máy luân nhiệt, hỗn hợp gồm DNA, dNTP, DNA-polymerase, cặp
oligonucleotide mồi và dung dịch đệm được gia nhiệt (94 - 96 °C), khi đó
các DNA mạch đôi biến tính thành chuỗi đơn, sau đó khi máy hạ nhiệt

227
xuống khoảng 40 - 60 °C thì các oligonucleotide mồi sẽ gắn vào các vị trí
đặc hiệu (có trình tự nucleotide tương bù) và cung cấp đầu 3'-OH cho
DNA polimerase gắn vào, khi gia nhiệt lên khoảng 60 - 75 °C polymerase
hoạt động gắn kết các dNTP tương bù kéo dài sợi mới theo hướng 5'→3'
làm cho sợi đơn trở thành sợi đôi bắt đầu từ điểm gắn mồi. Tiếp tục các
chu kỳ gia nhiệt gây biến tính (denaturation), hạ nhiệt gây gắn mồi
(annealling) rồi nâng nhiệt gây kéo dài (elongation) ta có thể tổng hợp
được lượng lớn sợi đơn mới. Do hai mồi trong hỗn hợp được thiết kế có
thể gắn đặc hiệu với hai sợi đơn khác nhau sao cho mạch mới tổng hợp
của mồi này cung cấp chỗ gắn cho mồi kia nên sau một số khá lớn (25 -
40) chu kỳ tổng hợp đoạn DNA nằm giữa hai mồi được tổng hợp với số
lượng lớn áp đảo. Nếu cho sản phẩm phản ứng di động trong gel nhờ
dòng điện một chiều bên cạnh các đoạn DNA có phân tử lượng (DNA
molecular weight marker) biết trước và nhuộm ethidium bromide rồi soi
dưới tia tử ngoại, ta có thể nhận ra các băng DNA và xác định được phân
tử lượng của sản phẩm (cũng như sự thuần khiết của sản phẩm). Do hai
mồi được thiết kế một cách đặc hiệu với trình tự DNA biết trước hay do
mỗi sinh vật có trình tự DNA đặc hiệu nên sản phẩm được PCR tổng hợp
có phân tử lượng đặc hiệu (do tính đặc hiệu của trình tự nucleotide). Nhờ
đó có thể dùng phản ứng này để nhận biết sự hiện diện của một đoạn gen

cho trước hoặc để chẩn đoán bệnh (đồng định: nhận biết sự hiện diện của
mầm bệnh) hoặc nhận diện (đồng định) cá thể. Để tăng hiệu quả của PCR,
mở rộng phạm vi sử dụng của nó hoặc áp dụng để nhân DNA từ khuôn
RNA, hàng loạt biến tướng của kỹ thuật này được thiết lập (nested PCR,
LA PCR, hot start PCR, RAGE, panhandle PCR, inverse PCR, ).
Ngoài kỹ thuật PCR thông thường (conventional PCR) nêu trên
còn có PCR thực thời (real-time PCR) được phát triển trên cơ sở phản
ứng PCR thông thường với cặp mồi đặc hiệu và một dò chỉ hấp thụ và
phát xạ (bức xạ bước sóng đặc hiệu) khi gắn với DNA đoạn giữa hai mồi
tổ hợp với thiết bị đặc biệt trắc định cường độ phát xạ của dò ngay trong
quá trình phản ứng.
PCR còn được sử dụng trong việc xác định trình tự nucleotide
(sequencing) của DNA. Khi đó, có thể sử dụng trực tiếp sản phẩm khuếch
đại nhờ PCR hoặc các đoạn DNA đã được dòng hóa. Nguyên tắc chung là
khuyếch đại một đoạn DNA nhờ một mồi với hỗn hợp gồm DNA khuôn,
một mồi duy nhất bắt cặp với đầu 5' của đoạn DNA cần đọc trình tự, Taq
DNA-polymerase, các dNTP cùng với một trong bốn loại ddNTP
(dideoxyribonucleotide) đã được đánh dấu huỳnh quang (hoặc phóng
xạ, ) trong mỗi lọ trong bốn lọ phản ứng (hoặc bốn loại đánh dấu khác
nhau trong một lọ phản ứng chung). Phản ứng xảy nối dài bắt đầu từ mồi
và kết thúc khi gắn kết với một ddNTP đánh dấu (do ddNTP thiếu gốc 3'-

228
OH cần thiết cho phản ứng tiếp tục). Do việc gắn kết với các phân tử
ddNTP là tương bù đặc hiệu và ngẫu nhiên giữa một ddNTP với dNTP
cùng loại nên sau khi biến tính kết quả phản ứng (bằng nhiệt, có thêm
formamide) ta có hỗn hợp chứa các đoạn DNA sợi đơn dài ngắn khác
nhau. Khi điện di (trong polyacrylamide gel bão hòa urea) trong bốn làn
(lane) cạnh nhau (với trường hợp đánh dấu cùng loại) hoặc trong một làn
(với trường hợp đánh dấu khác loại) các đoạn dài ngắn khác nhau sẽ di

động với tốc độ khác nhau. Kết quả là ta có các băng (band) phân bố liên
tiếp (lần lượt, đọc từ băng di động nhanh nhất) phụ thuộc vào độ dài của
mạch đơn nucleotide tức phụ thuộc vào vị trí gắn kết của một loại ddNTP.
Trình tự đọc được chính là trình tự nucleotide của đoạn DNA bắt đầu từ
mồi.
Lai phân tử (hybridization) có thể giúp nhận biết sự hiện diện của
một phân tử đặc hiệu nào đó, gồm lai Southern (phân tích DNA) hoặc
Northern (phân tích RNA) và các kỹ thuật miễn dịch học như Western
blot analysis và ELISA. Một trình tự mạch đơn (DNA hoặc RNA) biết
trước gọi là dò (probe) được đánh dấu (bằng chất phóng xạ) được chuẩn
bị sẵn và cho tiếp xúc với sản phẩm RNA hoặc DNA sợi đơn đã cố định
trên giá thể (màng nylon hoặc màng nitrocellulose), nếu có trình tự tương
bù dò sẽ gắn kết một cách đặc hiệu. Sau khi rửa kỹ màng giá thể, nếu phát
hiện được dò (nhờ kỹ thuật phóng xạ tự ký) trên màng chứng tỏ trong sản
phẩm có chứa trình tự nucleotide tương bù. Western blot analysis là
phương pháp lai kháng thể gắn kết với một enzyme có khả năng chuyển
màu cơ chất thích hợp (đánh dấu bằng peroxidase hoặc phosphotase
kiềm) với sản phẩm đã cố định trên màng, trong khi ELISA là phương
pháp lai kháng thể đánh dấu với sản phẩm đã cố định trên bề mặt lỗ khay.
Nếu trong sản phẩm có kháng nguyên đặc hiệu thì kháng thể đánh dấu sẽ
kết hợp đặc hiệu và không bị rửa trôi. Kết quả là nếu phát hiện được yếu
tố đánh dấu (nhờ kỹ thuật chuyển màu cơ chất enzyme) thì chứng tỏ trong
sản phẩm có kháng nguyên hay protein đặc hiệu.

Câu hỏi ôn tập chương 10
1. Vật chất di truyền ở sinh vật nhân chuẩn, sinh vật nhân sơ và virus?
2. Sự tự sao DNA?
3. Quá trình phiên mã?
4. Quá trình dịch mã?
5. Sự điều tiết phiên mã và điều tiết dịch mã?

6. Cải biến và hạn chế?
7. Biến dị kiểu hình?
8. Đột biến?
9. Biến nạp (chuyển thể) ở vi khuẩn?

229
10. Tải nạp ở vi khuẩn?
11. Tiếp hợp ở vi khuẩn?
12. Tương tác di truyền ở virus"
13. Kỹ thuật di truyền và công nghệ DNA tái tổ hợp?
14. PCR cần những yếu tố hóa học gì, những điều kiện phản ứng như thế
nào?
15. Các kỹ thuật lai phân tử dựa trên tính chất cơ bản gì của các yếu tố tham
gia phản ứng?


230
Chương 11
MIỄN DỊCH

Miễn dịch (MD-immunity) là trạng thái bảo vệ đặc biệt của cơ thể
chống lại các tác nhân gây bệnh (vi sinh vật và các độc tố của chúng, các
phân tử lạ ) khi chúng xâm nhập vào cơ thể.
Sự bảo vệ cơ thể do rất nhiều các phân tử và tế bào nằm rải rác khắp
cơ thể tham gia theo cơ chế bảo vệ không đặc hiệu và bảo vệ đặc hiệu.
MD không đặc hiệu được hình thành từ khi mới lọt lòng và trước khi có sự
xuất hiện của kháng nguyên. MD đặc hiệu bao gồm MD thể dịch do hình
thành kháng thể trong thể dịch của cơ thể và MD tế bào (tạo Protein độc
tiêu diệt các tế bào mang kháng nguyên lạ)
I.Cơ chế bảo vệ không đặc hiệu

Là miễn dịch tự nhiên mang tính chất bẩm sinh, bao gồm các tuyến
phòng thủ từ ngoài vào trong để ngăn chặn không cho vi sinh vật (VSV)
xâm nhập vào cơ thể.
- Hàng rào vật lý: Da và niêm mạc ngăn cách nội môi của cơ thể
với ngoại môi xung quanh. Trên mặt biểu bì chứa keratin không tan trong
nước, không bị VSV phân giải, do đó không cho VSV thấm qua. Phía
ngoài, biểu bì chủ yếu gồm tế bào chết nên virus không nhân lên được.
Niêm mạc bao phủ bề mặt trong cơ thể như đường hô hấp, tiêu hoá
và sinh dục. Chất nhầy của niêm mạc là cái bẫy bắt giữ VSV, hệ thống
nhu mao chuyển động hất VSV ra bên ngoài qua đường mũi hoặc miệng.
Lông mũi, phản xạ ho, hắt hơi, nôn cũng giúp ngăn chặn VSV xâm nhập
vào cơ thể.
* Dịch cơ thể như nước mắt, nước bọt, nước tiểu cũng giúp rửa trôi
VSV khi chúng bám trên bề mặt các mô, y hệt như ta tắm rửa để làm trôi
bụi bặm.
- Hàng rào VSV bao gồm các vi khuẩn bao phủ bề mặt hoặc khu
trú bên trong cơ thể, tạo nên khu hệ VSV bình thường. Đây là một khu hệ
VSV phức tạp, có số lượng gấp 9 lần tổng số tế bào của cơ thể. Chúng
chiếm trước các vị trí mà VSV gây bệnh đã đến, cạnh tranh thức ăn và tiết
ra chất hoá học tiêu diệt VSV gây bệnh. Ngoài ra nhiều vi khuẩn sống
trong đường tiêu hoá còn tiết ra biotin, riboflavin và các vitamin khác
cung cấp cho cơ thể. Khi phá vỡ sự cân bằng trong khu hệ, một số sẽ có
thể trở thành VSV gây bệnh cơ hội.

231
- Hàng rào hoá học: trong dịch tiết của các mô trong máu, trong
dịch lympho đều chứa các nhân tố ức chế hoặc tiêu diệt VSV gây bệnh.
* pH acid ức chế sự sinh trưởng của VSV. VSV phân giải lipid
thành acid béo làm tăng độ acid của da. Vi khuẩn lactic lên men glycogen
tạo acid lactic trong âm đạo. Dịch vị do tuyến trong dạ dày tiết ra chứa

acid clohydric có pH 1-2. Sản phẩm lên men của các vi khuẩn thường trú
trong đường tiêu hoá là acid lactic và axetic. Ngoài ra VSV còn tiết ra
bacterioxin là chất diệt khuẩn mạnh.
* Lysozym là enzyme có trong nước mắt, nước mũi, nước bọt, dáy
tai, mồ hôi, sữa, dịch âm đạo v.v , có khả năng diệt vi khuẩn Gram
dương nhờ cơ chế phân giải thành tế bào, do đó được coi là một loại chất
kháng sinh.
Protein liên kết với sắt như lactoferrin có trong tinh dịch, nước mắt,
sữa mẹ, mật, nước mũi, dịch nhầy ruột v.v , transferrin có trong gian bao
các mô, trong huyết thanh làm giảm trọng lượng sắt tự do gây tình trạng
thiếu sắt cần thiết cho VSV sinh trưởng, do đó ngăn cản được nhiễm
trùng.
Inteferon (IFN) là glycoprotein do các tế bào mô đã nhiễm virus
hoặc vi khuẩn (IFN-α và IFN-β) hoặc do các tế bào lympho T sinh ra
(IFN-γ). IFN ức chế sự nhân lên của virus trong tế bào bằng cách hình
thành protein cảm ứng ngăn cản quá trình dịch mã và phân huỷ RNA
thông tin của virus. Ngoài vai trò bảo vệ, IFN còn làm nhiệm vụ điều hoà
mạng lưới bảo vệ chống nhiễm trùng và sự nhân lên của các tế bào ung
thư.
Bổ thể (Complement) là glycoprotein có khả năng làm tan tế bào và
tăng cường hiện tượng thực bào.
- Hiện tượng thực bào: Các bạch cầu tham gia vào cơ chế bảo vệ
không đặc hiệu bao gồm: Bạch cầu trung tính chứa các hạt không bắt màu
thuốc nhuộm, có tính hoá ứng động bắt giữ và tiêu diệt các vật lạ, kể cả
VSV và các mảnh tế bào phân huỷ, do vậy đóng vai trò quan trọng trong
chống nhiễm trùng.
Bạch cầu ưa kiềm chứa các hạt bắt màu xanh methylen, chứa các
hoạt chất nhu histamin, heparin, serotonin.
Bạch cầu ưa acid chứa các hạt bắt màu eosin, chứa enzyme phân
giải histamin và heparin, do vậy điều hoà hoạt động của bạch cầu kiềm.

Bạch cầu này có khả năng gây độc các ấu trùng giun.
Đại thực bào đóng vai trò quan trọng trong chống nhiễm trùng, nhất
là virus. Đại thực bào thâu tóm VSV nhờ giả túc, tạo không bào

232
(phagosom). Các không bào dung hợp với lysosom tạo phagolysosom. Các
VSV trong phagolysosom bị tiêu diệt do nhiều nguyên nhân.
- Các enzyme phụ thuộc oxy chuyển hoá oxy phân tử thành peoxit
gây độc cho VSV.
- Sự thay đổi kiểu hô hấp, tạo acid lactic làm giảm pH, pH thấp
làm tăng hoạt tính nhiều enzyme trong lysosom.
- Cơ chế thực bào không phụ thuộc oxy bao gồm hoạt động của
các enzyme phân giải của lysosom như lyzozim, photpholipase,
ribonuclease, deoxyribonuclease v.v
Sốt là cơ chế bảo vệ tự nhiên, làm tăng phản ứng enzyme phân huỷ
VSV, làm tăng hoạt động của IFN và làm giảm nồng độ sắt tự do trong
máu, do đó góp phần tiêu diệt VSV.
Viêm không đặc hiệu có tác dụng khu trú VSV vào một nơi không
cho chúng lan rộng thêm, 4 tính chất của viêm là: đỏ, đau, sưng, nóng là
do giãn mạch, tăng dòng máu, làm thoát bradykinin và prostaglandin,
bạch cầu trung tính, đại thực bào vào ổ viêm.
II.Chất sinh miễn dịch và kháng nguyên
1. Chất sinh miễn dịch (immunogen) là những chất khi đưa vào cơ
thể ở điều kiện thích hợp có khả năng gây một đáp ứng miễn dịch
(ĐUMD), còn kháng nguyên (KN-antigen) là những chất có khả năng liên
kết với kháng thể hoặc thụ thể đặc hiệu của tế bào limpho T (TCR). Tất cả
các chất sinh miễn dịch đều là kháng nguyên, nhưng không phải tất cả
kháng nguyên đều là chất sinh miễn dịch. Ví dụ: Hapten là kháng nguyên
không trọn vẹn, có thể gắn với kháng thể những không kích thích tạo
kháng thể.

Ba điều kiện cần của một chất sinh miễn dịch là:
- Tính lạ: Cơ thể không đáp ứng bảo vệ với kháng nguyên bản
thân, do vậy chất càng lạ với cơ thể, khả năng gây đáp ứng miễn dịch càng
cao.
- Trọng lượng phân tử đủ lớn: Kháng nguyên thường có trọng
lượng phân tử trên 10.000 dalton. Nếu thấp hơn, khả năng sinh miễn dịch
yếu hoặc không có vì khó bị đại thực bào bắt giữ và xử lý.
- Cấu trúc phân tử phức tạp: nhiều chất có trọng lượng phân tử
lớn như polylisin, polisaccharid không gây hoặc gây đáp ứng miễn dịch
yếu vì cấu trúc đơn giản do lặp đi lặp lại, trong khi hapten có trọng lượng
phân tử thấp nhưng gắn với protein thì lại trở thành chất gây đáp ứng miễn
dịch.

233
2. Tính đặc hiệu của kháng nguyên (KN)
Không phải toàn bộ kháng nguyên tham gia vào kích thích hệ
thống miễn dịch mà chỉ có một phần nhất định của kháng nguyên gọi là
quyết định kháng nguyên hay epitop, mới liên kết với kháng thể hoặc tế
bào lympho. Phần tương ứng với quyết định kháng nguyên nằm trên mỗi
kháng thể gọi là vị trí kết hợp kháng nguyên hay paratop còn phần tương
ứng nằm trên mặt tế bào lympho là thụ thể, ví dụ thể tế bào T (TCR T-
cellreceptor). Sự liên kết giữa epitop với paratop mang tính đặc hiệu cao,
tương ứng như giữa enzyme và cơ chất hay giữa khoá với chìa.
III. Các cơ quan và tế bào tham gia vào hệ thống miễn dịch
Nhiều cơ quan và tế bào nằm rải rác khắp cơ thể hợp tác với nhau để
nhận diện và phản ứng với kháng nguyên theo nhiều cách dẫn đến đáp ứng
miễn dịch cuối cùng.
1. các cơ quan lympho: là nơi huấn luyện và tàng trữ các tế bào lympho,
bao gồm cơ quan lympho trung tâm và cơ quan lympho ngoại vi.
1.1. Cơ quan lympho trung tâm gồm tuyến ức và túi fabricius

Các tế bào gốc hay còn gọi là tế bào nguồn đi từ tuỷ xương vào
tuyến ức. Tại phần vỏ của tuyến ức, tiền tế bào T được phân chia nhiều lần
và biệt hoá thành tế bào T chín với các thụ thể khác nhau trên bề mặt. Các
gen kiểm tra sự hình thành các thụ thể này xuất hiện do tái tổ hợp
DNAcủa tế bào T non khi còn ở tuyến ức. Phần lớn các tế bào T có thụ thể
nhận diện được kháng nguyên bản thân sẽ bị loại trừ và chết. Các tế bào
còn lại di cư vào phần tuỷ của tuyến ức để tiếp tục biệt hoá tạo các dòng tế
bào T phân lớp, sau đó các tế bào này theo máu rời tuyến ức để vào cơ
quan lympho ngoại vi.
Túi Fabricus là cơ quan lympho trung tâm chỉ có ở gia cầm, nằm
gần hậu môn và là nơi biệt hoá tế bào B. Động vật có vú không có túi
Fabricus nên sự biệt hoá tế bào B xẩy ra ngay trong tuỷ xương và các cơ
quan tương đương, như cơ quan lympho của hệ tiêu hoá. Các tế bào B
chín rời túi đến cơ quan lympho ngoại vi. Khi tiếp xúc với kháng nguyên
sẽ được kích thích, biệt hoá để trở thành tế bào plasma (tương bào) sản
xuất kháng thể. Vì thế tế bào plasma được coi là nhà máy sản xuất kháng
thể.
1.2. Các cơ quan lympho ngoại vi
Lách là cơ quan lympho ngoại vi lớn nhất, là nơi bẫy kháng
nguyên vào bằng đường tĩnh mạch và là cơ quan chính tạo kháng thể.
Trong lách có vùng chứa tế bào T và vùng chứa tế bào B. Trung tâm mầm

234
nằm trong nang lympho ở vùng tế bào B. Trong trung tâm mầm chứa đầy
tế bào B và tế bào plasma, một số đại thực bào và tế bào tua.
Hạch lympho nằm rải rác khắp cơ thể và hoạt động như một hệ
thống lọc. Kháng nguyên di chuyển chậm theo các mạch hẹp và gấp khúc
để tăng sự tiếp xúc với đại thực bào và tế bào lympho.
Phần vỏ gồm vùng vỏ nông có nhiều nang chứa tế bào B. Khi có
kháng nguyên kích thích, nang sẽ nới rộng ra tạo trung tâm mầm, chứa

chủ yếu tế bào B chuẩn bị phân chia. Vùng vỏ sâu chứa chủ yếu là tế bào
T và một số đại thực bào. Phần tủy có nhiều xoang chứa dịch lympho. Các
tế bào plasma đi từ vùng vỏ sang vùng tuỷ. Khi có kháng nguyên xâm
nhập, đại thực bào bắt giữ, xử lý, hợp tác với các tế bào B và T để sản xuất
kháng thể.
2. Các tế bào tham gia và đáp ứng miễn dịch: từ nguồn gốc chung là tế
bào tuỷ xương sẽ được biệt hoá để tạo thành các dòng tế bào khác nhau:
(Hình 11.1)




















235
- Dòng tạo máu biệt hoá thành các tế bào dòng tuỷ bao gồm tế bào

mono (tiền thân của đại thực bào) và các tế bào đa nhân (bạch cầu trung
tính, bạch cầu kiềm và bạch cầu acid). Dòng hồng cầu tạo tế bào hồng cầu
và dòng tế bào khổng lồ tạo tiểu cầu.
- Dòng lympho đi vào các cơ quan trung tâm. Nếu vào túi
Fabricius, sẽ biệt hoá thành tế bào B (từ chữ Bursa Fabricius) khi được
kháng nguyên kích thích tế bào B sẽ biệt hoá thành tế bào plasma sản xuất
kháng thể và tế bào B nhớ để đáp ứng với kháng nguyên vào lần hai.
Nếu tế bào nguồn đi vào tuyến ức sẽ được biệt hoá thành các tế bào
lympho T (từ chữ Thymus-tuyến ức). Các tế bào T được phân biệt bởi các
thụ thể bề mặt thành các dòng tế bào T4 và T8.
Dòng tế bào T4 bao gồm:
- Lympho T hỗ trợ (T
H
) có nhiệm vụ kích thích tế bào B biệt hoá
thành tế bào plasma sản xuất kháng thể.
- Lympho T cảm ứng (Ti) tiết ra intơlơkin-2 kích thích sự biệt hoá
và hoạt động của các tế bào T khác.
- Lympho T gây quá mẫm muộn (T
DTH
) tiết lymphokin hoạt hoá
đại thực bào và các bạch cầu khác gây quá mẫm muộn.
- Lympho T điều hoà ngược (T
FR
) có tác dụng hoạt hoá lympho T
ức chế.
Dòng tế bào T8 bao gồm:
- Lympho T độc (T
C
) tấn công trực tiếp các tế bào có kháng
nguyên lạ (tế bào ung thư, tế bào nhiễm virus).

- Lympho T ức chế (T
S
) điều hoà đáp ứng miễn dịch bằng cách ức
chế sự hoạt động của các loại lympho bào khác.
Đại thực bào đóng vai trò như là tế bào khơi mào cho một đáp ứng
miễn dịch. Trước hết chúng làm nhiệm vụ chế biến kháng nguyên bằng
cách bắt giữ, nuốt và tiết enzyme phân giải để bộc lộ quyết định kháng
nguyên, sau đó đẩy kháng nguyên ra bề mặt để tiếp cận với tế bào B và tế
bào T. Nhờ động tác này mà đại thực bào được gọi là tế bào trình diện
kháng nguyên (APC-antigen presenting cell).
Đại thực bào còn chứa các thụ thể dành cho phần Fc của IgG và bổ
thể C
3
, do đó làm tăng khả năng thực bào.


236
IV. Kháng thể
Kháng thể (KT-antibody) là các gamma globulin Ig) có trong huyết
thanh của động vật có khả năng liên kết đặc hiệu với kháng nguyên đã
kích thích sinh ra nó.
Ở đây ta chỉ xét các kháng thể miễn dịch (KTMD)
1. Cấu trúc của kháng thể miễn dịch:
Tất cả các kháng thể đều có cấu trúc giống nhau gồm 4 chuỗi
polypeptit. Hai chuỗi nhẹ ký là L và 2 chuỗi nặng ký hiệu là H, gắn với
nhau bởi cầu disulfua (S-S).

Hình 11.2: Cấu tạo của kháng thể

237
Các amino acid nằm xa nhau trên cùng một chuỗi có thể gắn với
nhau nhờ cầu nối S-S để tạo vùng gấp (domain)
Chuỗi nhẹ: Trật tự amino acid của hai chuỗi nhẹ giống hệt nhau và
được chia làm hai vùng. Vùng có trật tự amino acid thay đổi gọi là vùng
biến đổi (ký hiệu V
L
), nằm phía đầu amin (-NH
2
) của phân tử. Vùng có
trật tự amino acid không thay đổi gọi là vùng cố định (ký hiệu C
L
), nằm ở
phía đầu cacboxyl (-COOH). Trật tự amino acid vùng cố định của chuỗi
nhẹ luôn giống nhau ở tất cả các lớp kháng thể, hoặc theo trật tự λ (lamda)
hoặc theo trật κ (kappa). Ngược lại trật tự ở vùng biến đổi luôn khác nhau,
kể cả ở các kháng thể do cùng một tế bào sinh ra.
Chuỗi nặng: Mỗi chuỗi nặng có 4 vùng amino acid: một vùng biến

đổi và 3 vùng cố định. Vùng biến đổi (ký hiệu là V
H
) nằm phía đầu amin
đối xứng với vùng biến đổi của chuỗi nhẹ, tạo thành vị trí kết hợp kháng
nguyên (paratop). Vùng cố định nằm phía đầu cacboxyl, chai làm 3 vùng
nhỏ (ký hiệu là C
H
1,C
H
2,C
H
3). Giữa vùng C
H
1 và C
H
2 là vùng khớp nối,
có tác dụng như bản lề làm cho phân tử có hình chữ Y và có thể điều
chỉnh cho hai paratop gắn với hai epitop của kháng nguyên.
Dưới tác dụng của papain (protease ở nhựa quả đu đủ), phân tử
kháng thể bị phân giải tại vùng bản lề thành 3 mảnh: hai mảnh nhỏ chứa
toàn bộ chuỗi nhẹ và một nửa chuỗi nặng có đầu amin. Đây là nơi gắn với
kháng nguyên và được gọi là mảnh Fab (Fragment of antigen binding).
Mảnh còn lại của chuỗi nặng phía đầu cacboxyl có thể kết tinh được gọi là
mảnh Fc (Fragment crystalizable). Mảnh này có thể liên kết với thụ thể
đặc hiệu nằm trên đại thực bào, tế bào B và bổ thể.
Dưới tác dụng của pepsin thu được hai mảnh: mảnh lớn gần như một
kháng thể trọn vẹn với hai paratop và mảnh nhỏ Fc.
2. Các lớp kháng thể
Có 5 lớp kháng thể mang tên chuỗi nặng là IgG, IgM, IgA, IgD và
IgE.

- IgG chiếm 80% tổng Ig trong huyết thanh người bình thường,
cấu tạo gồm hai chuỗi nhẹ κ (kappa) hoặc λ (lamda) và hai chuỗi nặng γ
(gama). Ở người Việt Nam nồng độ IgG trong máu là 1400 mg/100ml.
IgG là kháng thể duy nhất được truyền từ mẹ sang thai qua nhau thai. IgG
giữ vai trò chính bảo vệ cơ thể chống tác nhân gây bệnh, đảm nhiệm các
chức năng opsonin hoá (giúp đại thực bào bắt giữ kháng snguyên), hoạt
hoá bổ thể, gây độc qua trung gian tế bào phụ thuộc kháng thể (giúp tế bào
K diệt tế bào đích) trung hoà ngoại độc tố (độc tố uốn ván, độc tố do