Biến dị genotip pdf

Biến dị genotip:
a. Đột biến:
* Khái niệm: đột biến là sự biến đổi sai lệch một cách
ngẫu nhiên hay cảm
ứng phân tử axit nucleic của nhân, đã dẫn đến biến
đổi genotip của tế bào vi sinh
vật.
* Các loại đột biến:
- Đột biến tự phát (hay đột biến ngẫu nhiên): là đột
biến tự nó phát
sinh, thường xảy ra với tần số thấp.
- Đột biến cảm ứng ( hay đột biến gây tạo) là đột biến
xuất hiện do
các tác nhân gây đột biến. Có nhiều tác nhân gây đột
biến và mỗi tác nhân khác
nhau có thể tác động lên tế bào vi sinh vật theo những
con đường khác nhau. Người
ta chia tác nhân đột biến thành 2 loại:
+ Tác nhân hoá học bao gồm các axit vô cơ, phenol,
phomandehit, pH
môi trường, các chất đồng đẳng của purin,
pirimidin
+ Tác nhân vật lý bao gồm các tia cực tím hay các tia
bức xạ ion hoá
(tia X, γ, α, β ), nhiệt độ
b. Sự trao đổi di truyền ở vi khuẩn:
Ở tế bào nhân thật khi thụ tinh các bộ gen đơn bội kết
hợp với nhau tạo thành
một hợp tử lưỡng bội. Qua vài lần phân chia hợp tử
diễn ra sự tái tổ hợp giữa 2 bộ
gen và sự giảm phân thành bộ gen đơn bội (giao tử).

Tuy nhiên tái tổ hợp ở tế bào nhân nguyên thuỷ có
nhiều điểm khác: vi
khuẩn luôn là đơn bội. Hợp tử của chúng không phải
là sản phẩm kết hợp của các tế
bào. Thường chỉ một phần ADN từ tế bào cho được
truyền sang tế bào nhận, do đó
xuất hiện hợp tử từng phần (hợp tử không toàn vẹn).
Sau khi ADN được chuyển,
trong tế bào nhận sẽ diễn ra tái tổ hợp: ADN của tế
bào nhận và đoạn ADN của tế
bào cho ghép đôi và trao đổi đoạn tạo ra thể tái tổ
hợp. Khi phân chia nhân và phân
bào tiếp theo sẽ xuất hiện các tế bào chỉ chứa nhiễm
sắc thể đã tái tổ hợp. Như vậy,
lượng thông tin trong tế bào nhận không tăng lên. Nó
vẫn như cũ nhưng chất lượng
thông tin thì bị thay đổi, bởi vì đoạn ADN của tế bào
cho đã trao đổi với ADN của
tế bào nhận. Tuỳ theo cách vận chuyển ADN, người
ta phân biệt 3 kiểu truyền tính
trạng ở vi khuẩn, đó là biến nạp, tiếp hợp và tải nạp.
Hay nói cách khác, có 3 con
đường cơ bản truyền nguyên liệu di truyền đã được
biết đến ở vi khuẩn, đó là biến
nạp, tiếp hợp và tải nạp.
* Biến nạp (Transformation):
Định nghĩa: Biến nạp là sự biến đổi genotip của vi
khuẩn dưới ảnh hưởng
của ADN nhận được từ vi khuẩn cho ADN dưới thể
dung dịch do một vi khuẩn thể

cho giải phóng ra, được truyền đi không có sự can
thiệp của một nhân tố cấu trúc
nhiễm sắc thể hoặc epixom, hoặc của phage vi khuẩn
vectơ. Như thế một nòi vi
khuẩn bị biến đổi về mặt di truyền do tiếp thu ADN
của vi khuẩn thuộc nòi khác.
Thí nghiệm của Grifith:
Hiện tượng biến nạp được Griffith phát hiện năm
1928 trên vi khuẩn gây
bệnh viêm phổi Diplococcus pneumoniae.
- Ở dạng bình thường, khi phát triển trên môi trường
thạch tạo ra khuẩn lạc
nhẵn bóng, gọi là khuẩn lạc dạng S do có lớp vỏ
nhầy. Đây là dạng gây bệnh.
- Khi bị đột biến, mất khả năng tạo vỏ nhầy nên
chúng có khuẩn lạc nhăn
nheo, gọi là khuẩn lạc dạng R. Dạng này không gây
bệnh.
Nếu đem dịch huyền phù vi khuẩn dạng S đã bị giết
chết bằng nhiệt độ, hoặc
dạng R còn sống tiêm cho chuột thì chuột không bị
bệnh. Nhưng nếu đem trộn dạng
S đã bị giết chết bằng nhiệt độ và dạng R còn sống
tiêm cho chuột thì chuột sẽ bị
chết. Từ máu của những con chuột bị chết, ông đã
tách ra được những vi khuẩn
dạng S điển hình. Điều này nhứng tỏ các vi khuẩn
dạng S đã chết đã truyền khả
năng tạo vỏ nhầy cho các tế bào dạng R còn sống và
làm cho chúng trở thành các tế

bào dạng S.
Từ đó tác giả kết luận rằng: có một chất nào đó trong
dung dịch huyền phù
của vi khuẩn có vỏ nhầy đã chết chuyển sang tế bào
vi khuẩn không có vỏ nhầy
đang sống và làm cho nó có khả năng tạo nên vỏ
nhầy. Vật chất đó gọi là nhân tố
biến nạp.
Bản chất của nhân tố biến nạp: cho đến năm 1944,
bản chất của nhân tố
biến nạp mới được Avery Macleot và Maccathy
khám phá ra, đó chính là ADN. Khi
đun nóng dịch nuôi cấy tế bào vi khuẩn dạng S, các tế
bào này bị phá huỷ và giải
phóng ra môi trường những phân tử ADN. Những
phân tử này khi tiếp xúc với các
tế bào sống dạng R đã trực tiếp thấm vào nó và
truyền cho nó khả năng tạo vỏ nhầy.
Điều kiện xảy ra biến nạp:
- Các vi khuẩn nhận chỉ nhận ADN biến nạp khi
thành tế bào có sự thay đổi
dưới tác động của những điều kiện nuôi cấy nhất định
(pH, nhiệt độ, sự khuấy
lắc ).
- Chỉ những đoạn ADN có phân tử lượng từ 105 –
107 mới được truyền đi
trong biến nạp. Hơn nữa mỗi đoạn ADN biến nạp
tương ứng với khoảng 1/200 –
1/500 hệ gen của tế bào cho.
- Thành phần môi trường cũng ảnh hưởng đến tần số

biến nạp. Ví dụ:
anbumin làm tăng tần số biến nạp, trong khi cazein
lại làm giảm tần số biến nạp.
- Nhiệt độ thích hợp cho sự biến nạp là 29 – 32oC.
- Các tế bào nhận có thể nhận bất kỳ đoạn ADN biến
nạp nào nhưng nó sẽ
trở thành bão hoà khi nồng độ ADN đạt đến khoảng
10 đoạn.
Hiện tượng biến nạp phổ biến rộng rãi ở nhiều giống
khác nhau như:
Diplococcus, Hemophilus, Staphylococcus,
Agrobacterium, Rhizobium, Bacillus,
Xanthomonas.
Các giai đoạn của quá trình biến nạp:
Sự xâm nhập của ADN ngoại lai vào tế bào biến nạp
xảy ra vài phút sau khi
tiếp xúc. Ngay sau khi xâm nhập vào, ADN trở thành
một mạch duy nhất có tính
chất trùng hợp cao, mạch kia tan rã thành một thành
phần hoà tan trong axit. Sự
tách riêng 2 mạch này rất quan trọng, chỉ một mạch
được thu hút vào trong vi
khuẩn, do đầu mút của nó gặp một phân tử
dezoxiribonucleaza. Sự kết đôi đặc hiệu
của khúc ngắn ADN đã xâm nhập với một vùng đồng
đẳng của hệ gen của vi khuẩn
tiếp nhận, tiến hành trên một đoạn kép của nhiễm sắc
thể chứ không phải trên một
đoạn bổ sung.
Sử dụng biến nạp trong nghiên cứu cấu trúc gen:

Hiện tượng biến nạp là một phương tiện phân tích di
truyền. Nó cho phép
định vị vị trí bản đồ trên bản đồ di truyền của một nòi
vi khuẩn trên những vùng rất
nhỏ hoặc của một gen quyết định một tính trạng.
Người ta có thể làm vô hiệu bằng
đột biến nhiều enzim của vi khuẩn và tái tổ hợp bằng
biến nạp. Nó cho phép phân
tích những đặc điểm và chức năng của vi khuẩn
không thể nghiên cứu bằng sự tiếp
hợp được, phát hiện những gen kiểm soát sự hình
thành vỏ nhầy, sự đề kháng với
kháng sinh, nghiên cứu quá trình nha bào hoá, đặc
tính cố định nitơ phân tử trên
những vi khuẩn Rhizobium.
Hiện tượng biến nạp có một tầm quan trọng to lớn
trong sinh học vì nó cho
phép xác định rằng sự tổng hợp protein được đặt dưới
sự kiểm soát của ADN. Nó
mở đường cho di truyền học hoá học. Nó cho thấy
rằng khi có một đột biến thì có
một biến đổi ADN.
Nhờ hiện tượng biến nạp mà người ta nghiên cứu về
cấu trúc gen và chúng ta
biết được rằng: gen chưa phải là đơn vị nhỏ nhất của
vật chất di truyền. Trong gen
còn có các locus khác, những locus này đều xác định
dấu hiệu mà gen xác định, tuy
nó ở vị trí khác nhau của gen. Từng locus này có thể
xảy ra tái tổ hợp trong quá

trình biến nạp.