Tài liệu CHƯƠNG 9: DI TRUYỀN HỌC CỦA VIRUS VÀ VI KHUẨN docx

1
CHƯƠNG 9: DI TRUYỀN HỌC
CỦA VIRUS VÀ VI KHUẨN
PHẦN II: CƠ SỞ DI TRUYỀN HỌC
TS.Nguyễn Hồi Hương
IX. 1. Di truyền học của virus
Virus = vật ký sinh nội bào bắt buộc (obligate intracellular parasite)
Tế bào chủ: mỗi loại virus chỉ lây nhiễm một số tế bào.
E.coli bị nhiễm phage T4 (x 36 500)
Bên ngồi tế bào,
hạt virus (virion)
khơng thể sinh sản
Virus chỉ hoạt động
khi lây nhiễm tế bào
1. Đặc điểm chung
Kích thước nhỏ qua lọc vi khuẩn
Cấu tạo chủ yếu gồm lõi acid nucleic và vỏ protein capsid
Khơng có bộ máy trao đổi chất, khơng chuyển hóa năng lượng
Khơng tăng trưởng về kích thước
Khơng có ribosome để tổng hợp protein
Sử dụng enzyme, ribosome của tế bào chủ để sinh sản (sao
chép nhân bản và tổng hợp protein của mình).
Lõi là acid nucleic chứa thơng tin di
truyền:
DNA mạch kép
DNA mạch đơn
RNA mạch kép
RNA mạch đơn
Bộ gene của virus là một phân tử
acid nucleic dạng vòng tròn hay
thẳng,

Số gene: 4 – 100 .
Vỏ: protein capsid bảo vệ lõi, vai trò
kháng ngun
Vỏ protein = capsid
Nucleic acid
2. Cấu trúc chính của virus
2
RNA virus như virus khảm thuốc lá, virus cúm, virus bại liệt chứa
thơng tin di truyền trong RNA mạch đơn
Thơng tin di truyền đi từ RNA – RNA – RNA - Protein
Retrovirus: RNA virus nhưng thơng tin di truyền đi từ RNA – DNA
– RNA - Protein
DNA virus: thơng tin di truyền đi từ DNA – RNA - Protein
Dòng thơng tin di truyền của virus
Virus đốm thuốc lá
(Tobacco mosaic virus)
Virus xoắn (Helical virus)
a) Vỏ hình que
3. Phân loại virus theo hình thái cấu trúc
b) Vỏ đa diện
Virus đa diện (Icosahedral symmetry): 20 mặt
Virus bại liệt (Poliovirus)
Virus lở mồm long móng (FMD
virus)
c) Virus có màng bao (envelopped virus): màng lipid bao ngồi cấu
trúc chính (virus cúm và nhiều virus động vật )
Màng bao: màng lipid hai lớp;
chức năng chống mất nước và
enzyme
Matrix protein: protein virus

liên quan đến tổng hợp capsid
Glycoprotein: protein xuyên
màng lipid, đuôi protein kỵ
nứơc gắn vào màng lipid, đầu
glycoprotein hướng ra ngoài là
kháng nguyên (antigene) của
virus.
Kênh vận chuyển: gồm
protein xuyên màng nhiều lần
tạo kênh ion.
3
HIV-1 virus
Mũi tên chỉ
nucleocapsid
d) Virus cấu trúc phức tạp
Bacteriophage= đầu đa diện + đuôi hình que
Virus của vi khuẩn
Đuôi/vỏ
co rút
Sợi đuôi
Phiến
gốc có
gai
Đầu/Capsid
Phage T chẵn
3. Phân loại virus theo tế bào chủ
a) Bacteriophage
Các bacteriophage được phát hiện những nắm 1940, dùng để
nghiên cứu sinh học phân tử, được nghiên cứu kỹ nhất
Hai cơ chế sinh sản: chu trình tan (lytic cycle) và chu trình tiềm

tan (lysogenic cycle)
i) Chu trình tan: virus độc
(virulent) làm chết tb chủ
Vd Phage T4 của E.coli
Chu trình tan của bacteriophage
1. Phage dùng sợi đuôi
bám vào thụ thể trên bề
mặt tb (Adsortion)
2. Phage bơm bộ gene vào
tế bào chất vi khuẩn
(Penetration)
3. Bộ gene của phage
bắt đầu sao chép (early
replication)
4. và các bộ phận +
enzyme của phage hình
thành sử dụng bôï máy
trao đổi chất tb (late
replication)
5. Lắp ráp các bộ phận
của phage (maturation)
6. Enzyme của phage phã
vỡ vách tb vi khuẩn,
phóng thích phage
(release)
4
ii) Chu trình tiềm tan (lysogenic cycle) của phage ôn hòa
(temperate bacteriophage)
Phage ôn hòa
sinh sản theo hai

cơ chế: tan và
tiềm tan
Trên hình,
Bước 1-6: chu
trình tan
Bước 7-9: chu
trình tiềm tan
1. Bám (adsorption)
2. Xâm nhập
(penetration)
9. Ngẫu nhiên bộ
gene phage bò cắt
khỏi nhân tế bào
7. Bộ gene của phage
gắn vào bộ gene của
vi khuẩn tạo prophage
(prophage formation)
8. Tế bào phân
chia bình thường
(binary fission)
Giải thích chu
trình tiềm tan
(lysogenic
cycle)
b) Virus thực vật và các viroid
Virus đốm thuốc lá
(Tobacco mosaic virus)
i) Virus
Phần lớn hình que
Bộ gene là RNA

Tai họa cho trồng trọt (chưa có cách
chữa)
ii) Viroid: cấu trúc đơn giản hơn virus
Chỉ gồm đoạn RNA trần vài trăm
nucleotide, không có protein
Ứng dụng virus thực vật: chuyển
gene trong kỹ thuật di truyền
c) Virus
động vật
Virus gắn vào thụ thể trên bề mặt tb (receptor binding)
Bóc vỏ (uncoating) RNA vào tb chất
RNA đóng vai trò mRNA tổng hợp prorein trong tb chất (protein synthesis)
Biến đổi protein (protein cleavage)
Sao chép RNA từ khuôn RNA tạo RNA âm (antisense), sao chép tiếp thu được
RNA giông RNA virus (RNA dương)
Lắp ráp virus (RNA packaging & Final cleavage and assembly)
Phóng thích virus – virus bắt đầu chu trình mới.
Poliovirus (virus
bệnh bại liệt, tấn
công tb thần kinh
vận động)
Virus gồm bộ
gene là RNA, vỏ
capsid đa diện
i) Virus sao
chép RNA-RNA
5
Virus động vật
có xương sống
ii) Retrovirus virus có bộ gene RNA sinh sản qua trung gian là

DNA (RNA-DNA-RNA)
Đại diện của retrovirus: human immunodeficiency virus (HIV) tấn
công tế bào miễn dòch T cell.
Glycoprotein
Màng bao
Capsid
RNA
HIV chứa bộ
gene gồm
hai sợi RNA
Glycoprotein
gắnvào thụ thể
Nhâ
n
Virus xâm
nhập vào tb
Bóc vỏ
Tổng hợp
DNA từ RNA
DNA virus gắn vào
DNA tb
Phiên mã
RNA virus
Tổng hợp
protein virus
Chế biến và
lắp ráp virus
Phóng thích
Tế bào
chủ

IX.2. Di truyền học vi khuẩn
Ba cách truyền gene từ vi khuẩn cho (donor) sang vi khuẩn nhận
(recipient):
1. Biến nạp (transformation): vi khuẩn sống (recipient) hấp thụ trực
tiếp DNA của vi khuẩn chết (donor).
2. Tải nạp (transduction): DNA truyền từ donor sang recipient qua
trung gian là phage.
3. Giao nạp hay tiếp hợp (conjugation): DNA qua pili truyền từ
donor sang recipient (tiếp xúc trực tiếp giữa donor và recipient.