Chương Di truyền học Vi khuân Mục tiêu chương Giới thiệu cac tương di truyền vi khuẩn, sư chuyên vi va sơ di truyền tinh khang thuôc cua cac vi khuẩn gây bệnh Nội dung I Ưu ñặc ñiểm ñối tượng vi sinh vật Thời gian hệ ngắn, tốc ñộ sinh sản nhanh Trong ñiều kiện thuận lợi, tế bào E.coli phân chia lần 20 phút, bacteriophage thời gian 30-40 phút tạo hàng trăm cá thể, nấm men chia tế bào ðặc ñiểm nghiên cứu di truyền học theo dõi qua nhiều hệ nên ñối tượng vi sinh vật giúp rút ngắn ñáng kể thời gian thí nghiệm Nếu so sánh thời gian hệ ruồi giấm (2 tuần), chuột (2 tháng), người (20 năm) vi sinh vật ưu Có tăng vọt số lượng cá thể Trong ñiều kiện ñủ dinh dưỡng vi sinh vật sinh sản nhanh tạo quần thể có số lượng cá thể ñủ lớn, có số lượng 1010 -10 12 tế bào Tế bào E.coli có ñường kính µm ñủ dinh dưỡng 44 tạo sinh khối ñất Ruồi dấm ñối tượng thuận lợi cho nghiên cứu di truyền học quần thể, ñạt 10 - 106 cá thể Nhờ số lượng cá thể lớn phát ñược kiện di truyền hoi với tần số 10 -810-11 Như số lượng cá thể lớn giúp nâng cao suất phân giải di truyền tức khả phát ñột biến tái tổ hợp có tần số xuất nhỏ 123 Ngoài việc nuôi cấy vi sinh vật không cồng kềnh, tốn diện tích, môi trường nuôi cấy dễ kiểm soát theo công thức chặt chẽ Có cấu tạo máy di truyền ñơn giản Ở vi sinh vật có cấu tạo máy di truyền DNA trần, dễ tiến hành thí nghiệm trực tiếp DNA dễ chiết tách, tinh sạch, số locus so với sinh vật khác Các vi nấm vi tảo tồn dạng ñơn bội (n) với thời gian dài chu trình sống nên gen lặn ñược biểu kiểu hình Ngoài vi sinh vật kể có trạng thái lưỡng bội (2n) nên dễ dàng thực phân tích tái tổ hợp Các tính trạng vi sinh vật ñơn giản ðối với tính trạng sinh hóa hay tính ñề kháng dễ sử dụng môi trường chọn lọc ñể phát Dễ nghiên cứu kỹ thuật vật lý hóa học ða số vi sinh vật có cấu tạo ñơn bào nên quần thể chúng có ñộ ñồng cao so với sinh vật có máy ña bào bắt nguồn từ nhiều loại mô khác Cấu tạo tế bào vi sinh vật ñơn giản, dễ chết tách tinh DNA Có thể nuôi vi sinh vật ñồng tức ña số tế bào giai ñoạn phát triển gần giống Ví dụ: nấm men nuôi môi trường có bổ sung acetat, tất tế bào nấm men ñều tạo bào tử Tảo Chlorella nuôi tối 18-19 giờ, tất chúng ñều thực phân chia giảm nhiễm II ðặc ñiểm di truyền vi sinh vật - Khuẩn lạc (dòng tế bào) cụm tế bào có nguồn gốc từ tế bào ban ñầu - Chủng: dòng tế bào mang ñặc ñiểm di truyền ñó Các ñột biến vi sinh vật thường ñược phát theo biến ñổi tính trạng sau: - Hình thái: kích thước, hình dạng tế bào hay khuẩn lạc, có màng nhân hay không 124 - Sinh hóa: diện sắc tố, màu sắc ñặc trưng - Nuôi cấy: kiểu hô hấp, kiểu dinh dưỡng, nhu cấu ñòi nhân tố tăng trưởng - Tính ñề kháng: kháng thuốc, kháng phage, chịu nhiệt - Miễn nhiễm: phản ứng kháng nguyên, kháng thể Các ñột biến xuất ngẫu nhiên hay gây tạo nhờ tác nhân gây ñột biến Mỗi gen có tần số ñột biến ñặc trưng ðặc ñiểm tái tổ hợp vi khuẩn: Các sinh vật Prokaryote vi khuẩn, virus có trình sinh sản tương ñương sinh sản hữu tính gọi trình sinh sản cận hữu tính (parasexuality), trình có ñặc ñiểm: - Sự truyền thông tin chiều từ tế bào thể cho sang tế bào thể nhận - Sự tạo thành hợp tử phần (merozygote) Tế bào thể cho (donor) chuyển ñoạn gen sang tế bào thể nhận (recipient), nên lưỡng bội phần, phần khác ñơn bội - Bộ gen thường DNA trần, nên có nhóm liên kết gen tái tổ hợp thực chất lai phân tử III Sinh học vi khuẩn Cấu tạo tế bào sinh sản: Tế bào E.coli có chiều dài khoảng µm Bên có vách tế bào, kề màng sinh chất Mezosome cấu trúc xếp lại màng sinh chất liên quan ñến phân bào chất di truyền tạo nên nucleotid Các tiêm mao giúp cho vận ñộng tế bào Thông tin tế bào vi khuẩn nằm phân tử DNA mạch kép vòng tròn ñơn ñược gọi genophore, hay "NST" Gần ñây ñã phát thấy số vi khuẩn DNA tạo thành phức hợp với protein có tính base ñể hình thành sợi nhiễm sắc histon NST Eukaryote Ngoài số vi khuẩn có thêm plasmid phân tử DNA vòng tròn nhỏ có khả chép ñộc lập 125 Phân tử DNA gắn trực tiếp vào màng sinh chất Sự chép DNA tạo gắn chung màng sinh chất Khi tế bào kéo dài DNA tách xa phần màng chúng lớn dần Kiểu sinh sản vô tính ñược gọi ngắt ñôi (Binary fission) Tế bào vi khuẩn chia nhanh nhiều so với tế bào Eukaryote Quá trình chép DNA ñược bắt ñầu từ ñiểm xuất phát Ori kéo dài phiasong song với trình kéo dài màng sinh chất, nơi có ñiểm gắn vào DNA gen, mọc dài tách phân tử DNA tế bào Hình 7.1 tế bào vi khuẩn E coli Hình 7.2 Tế bào vi khuẩn phân chia theo trực phân 26 26 ðặc ñiểm nuôi cấy Tế bào vi khuẩn nuôi môi trường lỏng có bổ sung muối vô thiết yếu Mật ñộ ñạt 109 tế bào/ml Có thể nuôi vi khuẩn môi trường rắn có agar hộp petri ñể tế bào mọc thành khuẩn lạc dễ quan sát IV Biến nạp ( Transformation) Hiện tượng ñiều kiện - ðịnh nghĩa: biến nạp tượng truyền thông tin di truyền DNA 127 Hinh 7.3 Biên nap cua vi khuân Trong biến nạp DNA trần từ tế bào vi khuẩn thể cho ñược truyền sang tế bào vi khuẩn thể nhận khác Khi tế bào vi khuẩn bị vỡ làm tan, DNA vòng tròn chúng thoát môi trường thành ñoạn thẳng với chiều dài khác có khả gây biến nạp cho tế bào thể nhận khác Hiện tượng biến nạp ñược nghiên cứu nhiều ñối tượng: Streptococcus pneumoniae, Bacillus subtilis, Haemophilus parainfluenzae - ðiều kiện thực biến nạp: Hiệu biến nạp phụ thuộc vào yếu tố: + Tính dung nạp tế bào thể nhận Những tế bào dung nạp bề mặt có nhân tố dung nạp Người ta tạo khả dung nạp tế bào thể nhận số xử lý Ví dụ: Streptococcus pneumoniae: 30 - 80 ñiểm nhận Haemophilus influenzae: 4-8 ñiểm nhận + DNA thực biến nạp thể cho phải dạng mạch kép, DNA bị biến tính dạng mạch ñơn riêng lẻ không cho hiệu biến nạp Thường DNA biến nạp ñoạn nhỏ Ở vi khuẩn E.coli ñoạn DNA biến nạp khoảng 1/250 - 1/500 genom vi khuẩn ðoạn từ tế bào cho xâm nhập vào tế bào nhận ñược gọi ñoạn ngoại lai (exogenote), DNA nguyên vẹn tế bào nhậ ñược gọi ñoạn nội (endogenote) Tế bào vi khuẩn nhận ñoạn ngoại lai lưỡng bội phần gen ñược gọi hợp tử phần (merozygote) Tuy nhiên, ñoạn ngoại lai mạch ñơn không bền vững bị phân hủy không ñược gắn vào gen thể nhận Quá trình trao ñổi thông tin di truyền chuyển phần vật liệu di truyền từ tế bào sang tế bào khác ñược gọi giao nạp phần (meromixis) Cơ chế biến nạp 2.1 Xâm nhập DNA Ở giai ñoạn này, DNA gắn với ñiểm nhận màng tế bào.Quá trình gắn thuận nghịch, gắn vào nhả 128 Sợi DNA mạch kép dòng vi khuẩn S sau chui qua màng tế bào dòng vi khuẩn R mạch S bị nuclease tế bào cắt, lại mạch nguyên 129 129 Hinh 7.4 Cơ chê biên nap tư nhiên 2.2 Bắt cặp DNA thể nhận R biến tính tách rời mạch ñoạn ñể bắt cặp với ñoạn DNA thể cho S vừa chui vào ðoạn DNA R ñoạn có DNA S bắt cặp bị cắt ñứt ñẩy Trong trình bắt cặp, có ñoạn không tương ñồng hình thành nên vòng lồi, ñoạn ñó gọi Heteroduplex Còn ñoạn bắt cặp tương ñồng gọi Homoduplex 2.3 Sao chép Sau bắt cặp tạo phân tử DNA có ñoạn lai R-S, tiến hành chép ñể tạo hai sợi kép: sợi kép R-R sợi kép khác có mang ñoạn DNA thể nhận S-S Hình 7.5 Sơ ñồ giai ñoạn biến nạp 130 130 V Tải nạp (Transduction) Phage nhân tố chuyển gen Thí nghiệm ñược tiến hành ống hình chữ U Giữa hai ống hình chữ U ñược ngăn cách màng lọc vi khuẩn, màng có lỗ nhỏ vi khuẩn không qua ñược phage qua ñược Nhánh A ống chứa vi khuẩn có khả tổng hợp tryptophan (trp+), nhánh B nuôi vi khuẩn khác khả tổng hợp tryptophan (trp-) Sau nuôi thời gian, nhánh B xuất vi khuẩn có khả tổng hợp tryptophan Nếu dùng màng ngăn không cho virus lọt qua không thấy tượng Qua nhiều lần thí nghiệm, việc tải gen trp+ từ nhánh A sang nhánh B ñược chứng minh 131 Hình 7.6 Thí nghiệm chứng minh tượng tải nạp 131 chế Quá trình xâm nhiễm phage vào vi khuẩn xảy sau: Tải nạp chuyển gen từ vi khuẩn A sang B nhờ phage ðầu tiên phage bám bề mặt vi khuẩn Sau 4’, phage bơm DNA vào tế bào Sau ñó chúng sinh sản khoảng 1/2 sau chúng làm tan tế bào vi khuẩn giải phóng phage Khi DNA phage xâm nhập vào tế bào vi khuẩn A, chúng cắt DNA vi khuẩn A thành nhiều ñoạn ñồng thời DNA phage ñược chép nhiều phân tử vỏ phage ñược tạo thành Sau ñó vỏ lắp ruột DNA vào, phá vỡ tế bào vi khuẩn tiếp tục xâm nhiễm vào tế bào vi khuẩn khác Trong trình lắp ráp khoảng 1-2% phage vô tình mang ñoạn DNA vi khuẩn có chứa gen Phage mang gen vi khuẩn A xâm nhiễm vi khuẩn B, trình tái tổ hợp xảy làm gen vi khuẩn A gắn vào gen vi khuẩn B Hinh 7.7 Chuyên gen tư vi khuân cho sang vi khuân nhân nhơ phage 132 132 Giả sử trình tự bình thường ñoạn NST 1-2-3-4-5-6, hai chỗ bị ñứt xảy vùng 2-3 5-6 ñoanh bị ñứt nối ñảo ngược Như NST có ñoạn 1-2-5-4-3-6 Hình 13.4 Nguồn gốc ñảo ñoạn ðảo ñoạn mang tâm ñộng (Pericentric inversion) Tâm ñộng nằm bên ñoạn bị ñảo Trong giảm nhiễm I NST tương ñồng tiếp hợp tạo vòng tròn kép Nếu trao ñổi chéo xảy sợi NST ñơn vùng ñảo ñoạn chromatid ñó NST thường có chiều dài không cân Trong trường hợp này, sản phẩm giảm phân vừa có lặp ñoạn lại có ñoạn nên sức sống Nữa khác giao tử (không có trao ñổi chéo) có sức sống bình thường gồm 1/4 có ñoạn với trình tự gen bình thường 1/4 có ñảo ñoạn Ví dụ dị hợp tử có ñảo ñoạn xảy trao ñổi chéo vùng 3-4 Các NST tái tổ hợp có ñoạn trắng ñoạn ñen ñều làm giao tử sức sống có gen thừa, có gen thiếu + NST ñen trắng bên trái có gen (6-3-4-56) (2 gen 6, thiếu gen 12) + NST ñen trắng bên phải có gen (1-2-5-4-3-2-1) (2 gen 1-2, lại thiếu gen 6) 244 Hình 13.5 Trao ñổi chéo xảy ñoạn ñảo a b Hinh 13.6 Căp nhiêm săc thê di hơp ñao ñoan hinh vong (a) Sơ ñô sư tao vong giam phân (b) Anh chup hiên vi ñiện tư qua trinh tao vong 245 ðảo ñoạn không mang tâm ñộng (Paracentric inversion) Hinh 13.7 Trao ñôi cheo xay ñoan bi ñao Hinh 13.8 San ph âm giam phâ n d o kết qua trao ñ ôi cheo ñơ n vo ng ñ ao ñoan không mang tâm ñộng 246 Tâm ñộng nằm ñoạn bị ñảo Trao ñổi chéo xảy bên ñoạn ñảo tạo NST hướng tâm (có tâm ñộng - dêcntric chromosome) kì sau I tạo nên cầu nối, nối cực tế bào Cầu nối bị ñứt chỗ tạo ñoạn không cân chứa lặp ñoạn ñoạn Ví dụ trường hợp xảy trao ñổi chéo 4-5 Trao ñổi chéo xảy ñoạn không mang tâm ñộng Các NST trao ñổi chéo (trắng hay ñen cả) tạo giao tử có sức sống, số khác tạo giao tử sức sống không cân di truyền ðoạn không tâm ñộng (acentric fragment) tạo bị không di chuyển ñược cực Một sản phẩm giảm phân sức sống thừa thiếu gen, 1/4 có sức sống bình thường 1/4 có sức sống với NST có ñảo ñoạn Biến ñổi cấu trúc NST 1.5 Chuyển ñoạn (Translocation) Chuyển ñoạn trao ñổi ñoạn NST không tương ñồng Trao ñổi ñoạn xảy ñôi NST tương ứng (thường khác chức năng) X Y NST khác ñôi Sự chuyển ñoạn thuận nghịch (reciprocal) xảy tao ñổi ñoạn NST không tương ñồng Trong giảm phân, NST có chuyển ñoạn tiếp hợp với tạo nên hình chéo Tiếp theo NST ñẩy ñể cực, có trường hợp: + Bốn NST vào cuối kỳ trước I ñẩy tạo nên vòng tròn Sự phân ly trường hợp tạo nên giao tử không sức sống mang số NST có dư thiếu gen Ví dụ: 1-4-3-4 thiếu 1-2-2-3 thiếu + Sự hình thành số ñẩy chéo NST Trong trường hợp giao tử ñược tạo nên có sức sống có cân gen (mỗi giao tử ñều có 1-2-3-4) Hai trường hợp xảy với xác suất nên dạng có chuyển ñoạn thường bất dụcc (50% giao tử chết) Tiêu chuẩn thứ hai ñể phát chuyển ñoạn có thay ñổi nhóm liên kết gen Một số gen nhóm liên kết gen chuyển sang nhóm liên kết gen khác Ngoài hệ di truyền trên, chuyển ñoạn gây hiệu vị trí 247 (position effect) Các gen dời chỗ có biểu khác, ví dụ từ vùng ñồng nhiễm sắc (euchromatin) chuyển sang vùng dị nhiễm sắc (heterochromatin) có hoạt tính Hinh 13.9 Qua trinh giam phân xay thê di hơp chuyên ñoan Sự hình thành chuyển ñoạn tiếp hợp chúng giảm phân I * Nhiễm sắc thể ñều (Isochromosome) Các NST có hai vai dài không ñều chuyển thành NST ñều với vai chiều dài tương ñồng với mặt di truyền nhờ phân chia tâm ñộng khác thường vuông góc với tách tâm ñộng bình thường NST X tâm mút Drosophila chuyển thành dạng"X dính" phân chia tâm ñộng theo chiều vuông góc với bình thường Do phân chia khác thường ñó, chromatid thay phân li cựu lại dính nhau, có ñoạn bị 248 * Chuyển ñoạn Robertson (Robertsonian translocation) Một chuyển ñoạn ñặc biệt ñược gọi Robertson ðây trường hợp hình thành NST tâm nối lại NST Chuyển ñoạn thuận nghịch ñược thực giưa NST tâm ñầu A B, A bị ñứt phía tâm ñộng tạo vai dài tâm ñộng, B bị ñứt ñầu mút ngắn tâm ñộng, ñoạn nối tạo NST tâm ñều mang tâm ñộng B ðoạn có tâm ñộng A với vai ngắn nối với ñoạn ngắn B hình thành NST có tâm ñộng A NST có nhiều châtss dị nhiễm sắc không quan trọng nên thường ñi Chuyển ñoạn Robertson có hậu làm giảm số lượng NST Hinh 13.10 Chuyên ñoan Roberson Sự hình thành NST tâm nối lại NST tâm ñầu (chuyển ñoạn Robertson) Người có 46 NST, vượn người (hắc tinh tinh, khỉ ñột, ñười ươi) có 48 NST NST thứ hai người gồm hai ñoạn giống NST khác vượn người Rất từ tổ tiên chung, chuyển ñoạn Robertson ñã tạo nên loài người nối lại NST khác nhau, làm giảm số lượng 46 thay 48 loài vượn người II ðột biến số lượng NST ða bội thể (polyploidy): hiểu theo nghĩa rộng thay ñổi số lượng NST Sự thay ñổi số lượng NST có nhiều kiểu: ña bội nguyên (euploidy), ña bội lai (alloploidy) ña bội lệch (aneuploidy) ða bội nguyên 249 Sự tăng nguyên lần NST ñơn bội loài, ñược gọi ña bội thể nguyên hay ña bội thể ðây ña bội hiểu theo nghĩa hẹp, có cá thể 2n NST dạng 3n, 4n, 5n dạng ña bội thể - Thể ñơn bội (Monoploid): số sinh vật Eukaryote bậc thấpnhư vi nấm, vi tảo có nhân dơn bội Các thể ñơn bội sinh vật bậc cao thường có sức sống dạng lưỡng bội bình thường Các thực vật ñơn bội ñã ñược tìm thấy thường bất thụi Một số ñộng vật tồn dạng ñon bội Một ngoại lệ ñáng lưu ý ong ñực ong vò vẽ - Thể tam bội (Triploid): tam bội NST (3n) ñược tạo nên kết hợp giao tử ñơn bội với giao tử lưỡng bội Bộ NST ñon bội thứ ba thể tam nhiễm thường phân bố vào tế bào sinh dục với nhiều loại tổ hợp khác nhau, tạo nên giao tử cân di truyền Các thể tam bội có ñộ bất thụ cao nên thiên nhiên, chúng thường dạng sinh sản vô tính chuối - Thể tứ bội (Tetraploid): tứ bội NST (4n) xuất tế bào thể tăng ñôi số NST tế bào soma Sự tăng ñôi số NST xảy nhờ tác ñộng alkaloid colchicine vào tế bào hợp giao tử 2n Trong thể lưỡng bội, tế bào số mô chuyên biệt trở thành ña bội Ví dụ số tế bào gan người thể ña bội, nội nhủ hạt nhiều loài thực vật thể tam bội Hinh 13.11 Thê lương bội (phia trai) va thê tư bội (phia phai) cua nho 250 ða bội thể lai: gọi thể dị bội ða bội thể lai có ñược NST loài khác ñứng chung tế bào (2nA + 2nB) Hình 13.12 Thể ña bội lai lúa mì 251 Hinh 13.13 Thê ña bội lai tao lai giưa hai loai Raphanus vơi Brassica ða bội lệch hay ña nhiễm Sự thay ñổi số lượng NST liên quan ñến cặp số cặp NST ñược gọi ña bội thể lệch Các dạng ña bội thể lệch: + Thể ñơn nhiễm hay thể (2n - 1) + Thể tam nhiễm hay thể ba (2n + 1) + Thể tứ nhiễm hay thể bốn (2n + 2) + Thể tam nhiễm kép (2n + + 1) + Thể vô nhiễm hay thể không (2n - 2) Hinh 13.14 Cơ chế hinh cac giao tư thưa hoc thiếu nhiêm săc thê sư không chia ly cua nhiêm săc thê giam phân 252 Các thể ña bội lệch người: Ở người nhiều hội chứng di truyền thể ña bội lệch làm thay ñổi số lượng cặp NST giới tính, ñưa ñến dạng: XXX (siêu nữ), XXY (Klinefelter), OX (Turner), OY (chết) + Hội chứng Turner Henry Turner mô tả ñầu tiên người nữ NST X (OX), có công thức 2n - = 45 Hội chứng có nhiều biểu ñặc trưng lùn (chiều cao < 1,5 m), quan sinh dục phát triển (không dậy thì), thông minh Hình 13.15 ðặc ñiểm hội chứng Turner (XO) + Hội chứng Klinefelter Henry Klinefelter mô tả người nâm dư NST X (XXY), công thức 2n + = 47 Hội chứng có biểu ñặc trưng bất thụ, ngón tay, chân dài, phát triển ngực, có tính nữ suy giảm trí tuệ 253 + Người siêu nữ (XXX)_ dư NST X, gen 2n + = 47, thoái hóa, suy giảm trí tuệ + Hội chứng Down Langdon Down phát hiện, thường tam nhiễm cặp NST số 21 người Tỷ lệ xuất khoảng 1/600 trẻ sơ sinh Người bệnh có số biểu ñặc trưng như: thoái hóa trí tuệ, mắt giống mắt người Mông cổ Có mối liên hệ thuận số trẻ sinh mắc bệnh Down tuổi bà mẹ Tỷ lệ ñó 1/500 bà mẹ 20 - 30 tuổi, 1/300 bè mẹ 40-45 tuổi 1/60 bà mẹ lớn 45 tuổi Tuổi cha không ảnh hưởng Ở người ñơn nhiễm thấy hơn, có lẽ mang nhiều gen lặn nguy hiểm, nên trạng thái bán hợp tử khó sống Hình 13.16 ðặc ñiểm hội chứng Clinefelter (XXY) 254 Hinh 13.16 Nguôn gôc Hội chưng Down 255 Hình 13.17 ðặc ñiểm hội chứng Down III ðột biến gây tạo hay cảm ứng Tác ñộng gây ñột biến xạ ion hóa Tia X, tia phóng xạ α, β, γ, neutron tia tử ngoại ñều tác nhân gây ñột biến Trừ tia tử ngoại có khả xuyên thấu yếu nên tác ñộng lên sinh vật ñơn bào giao tử, tia khác ñều có tác dụng gây ñột biến lên tất dạng sinh vật Tác dụng gây ñột biến phóng xạ có ñặc ñiểm: - Không có ngưỡng tác dụng, tức liều vô hại - Số lượng ñột biến tỷ lệ thuận với liều lượng phóng xạ, không phụ thuộc cường ñộ thời gian chiếu xạ 1.1 Bức xạ ion hóa Ánh sáng nhìn thấy phần nhỏ phổ sóng ñiện từ Sóng có bước sóng ngắn chứa lượng lớn khả xuyên thấu mạnh So với ánh sáng nhìn thấy (bước sóng khoảng 10-4 µ m), tia X, tia γ, tia vũ trụ có bước sóng từ nm ngắn hơn, ñược gọi xạ ion hóa Các xạ ñược tạo nhờ máy chiếu tia X, proton, neutron ñược phát từ nguồn phóng xạ radium, cobalt 60, tạo tia anpha, beta gamma 1.2 Ảnh hưởng liều lượng (dose) cường ñộ xạ (radiation intensity) Các thí nghiệm sau năm 1927 với xạ lượng cao cho thấy ñột biến gây tạo (ñột biến cảm ứng) phụ thuộc lớn vào liều lượng, liều lớn tần số ñột biến cao Khi liều lượng cao, phụ thuộc có phức tạp hơn, nhiều tế bào bị chết ðiểm ñáng lưu ý, nhiều nghiên cứu cho thấy xạ ion hóa có hiệu gây ñột biến tất sinh vật liều lượng ngưỡng, có nghĩa dù liều lượng thấp có khả gây ñột biến Tác ñộng tia tử ngoại Trantrung_k49@yahoo.com 256 Tia tử ngoại có bước sóng dài (10-5-10-6 cm) nên khó tạo ion, có lẽ tác ñộng ñến chất hấp thu trực tiếp Trong tế bào chất hữu mạch vòng chủ yếu purin pyrimidin hấp thu trực tiếp tia tử ngoại Mối liên quan chặt chẽ tia tử ngoại cấu phần ADN ñã ñược chứng minh ADN hấp thu tia tử ngoại mạnh bước sóng 2537 Ơ, ñây bước sóng làm tăng tần số ñột biến hạt phấn bắp Dưới tác dụng tia tử ngoại, cytosine gắn thêm phân tử nước vào liên kết C=C mạch vòng thymine bị ñứt liên kết C=C mạch vòng nối phân tử thành dimer thymine Các tác nhân gây ñột biến hóa chất Có nhiều hóa chất gây biến dị di truyền, ñến ñã tìm hóa chất cho hiệu ñột biến cao phóng xạ Các hóa chất gây ñột biến có ñặc ñiểm gây hiệu ñột biến ñối với số ñối tượng Các tác nhân gây ñột biến hóa học chia thành nhóm sau: Nhóm 1: Các chất ức chế tổng hợp bazơ nitơ cấu trúc ADN cofein, ethyl uretan Nhóm 2: chất ñồng ñẳng với bazơ nitơ cofein, 5-bromuracil, chất gần giống với bazơ nitơ nên ADN gắn nhầm tổng hợp Nhóm 3: Các chất alkyl hóa làm ñứt mạch ADN ethyl methanesulfonate (EMS), methyl methanesulfonate (MMS), ethylene imine (EI) Nhóm 4: Các chất khác chất oxy hóa - khử HNO2, hydroxygenlamine (H2NOH) Nhóm 5: Các chất chêm vào ADN gồm proflavin, chất màu acridin Tất tác nhân gây ñột biến ñều tác nhân gây ung thư, tác nhân gây ung thư ñều gây ñột biến Hiện nhiều tác nhân gây ñột biến ñược sử dụng chọn giống nhằm tăng nguồn biến dị Câu hỏi Bài tập ! Bản chất hậu của ñứt gãy nối lại nhiễm sắc thể Hậu ñảo ñoạn 257 Các hình dạng quan sát ñược giảm nhiễm ñồng hợp chuyển ñoạn Hậu trao ñổi chéo ñơn trình hình thành bốn thể dị hợp chuyển ñoạn gì? Mô tả kiện di truyền dẫn ñến hình thành ngưới nam XYY Sự không phân ly nhiễm sắc thể giới tính xảy người nữ lần giảm phân thứ hai ñã tạo loại trứng nào? Giải thích tăng ñộ hứu thụ thể lai khác loài có nhân ñôi số lượng nhiễm sắc thể chúng Trantrung_k49@yahoo.com 258 [...]... A4 t bin ny khụng tỏi t hp to dng kiu di trong phộp lai vi cỏc ủt bin mt ủon ln nh r 127 2, r 124 1, rJ3 v rPT1 nhng nú cú th tỏi t hp to dng kiu di trong phộp lai vi rPB2 42, rA105 v r638 Cỏc ủt bin ủc to ra bi cựng mt khuụn, kt qu lai vi cỏc ủt bin mt ủon ln s ủc xp vo vựng A4 Bn ủ di truyn trong vựng A4 cú th ủc to ra bi mt b cỏc ủt bin 149 mt ủon ủc trỡnh by phn di ca hỡnh 8.5 Xỏc ủnh 7 tiu vựng trong... bin trong vựng b s to ra dng tỏi t hp hoang di vi tt c cỏc mt ủon m trong ủú vựng b ca dng hoang di cú mt Mt ủon vựng xỏc ủnh a ủn g ca vựng A4 Hỡnh 8.6 Xỏc ủnh vựng rII liờn quan vi cỏc marker di truyn dng thng ca bn ủ di truyn phage T4 Vớ d, mt ủt bin trong vựng A4 kt qu tỏi t hp to dng kiu di vi ủt bin mt ủon r1368, nhng li khụng th thc hin ủc vi ủt bin r 221 s ủc sp vo tiu vựng c mc ủ chi tit hn,... ca phage T4 xy ra thng xuyờn, trung bỡnh cú khong 20 % s kin tỏi t hp xy ra trờn mt nhim sc th Khi phõn t DNA ủc gúi vo phn ủu, nú ủc ct bng enzyme ch cũn cha khong 1 02% ca chiu di b gen phage T4, vỡ cú cha ủon lp li ca phn ủu Mng Si ủuụi Trao ủi nucleotide Tng hp DNA, tỏi bn v thay ủi Nhúm gen liờn kt xỏc ủnh ngun gc a gc ca ủuụi u, c, np gp c a gc ca ủuụi u Hỡnh 8.4 Bn ủ di truyn ca T4 vi cỏc marker... 1 Phõn bit cỏc nũi vi khun F+, F- v Hfr E coli 2 Trỡnh by c ch bin np 3 Phõn bit ti np chung v ti np ủc hiu 4 So sỏnh bin np v ti np 5 Th tỏi t hp cỏc gen khỏc nhau theo thi gian xy ra trong giao np nh th no? 6 c ủim ca tỏi t hp vi khun 7 T bo F- hỡnh thnh t bo F+ v t bo Hfr nh th no? 141 1 42 1 42 Chng 8 Di truyn hc Virus Mc tiờu ca chng Gii thiu s di truyn ca thc khun th, nghiờn cu s sp xp cỏc gen,... chng minh bn ủ di truyn ca phage T4 cú dng vũng trũn Trong mi phộp lai, lp ba ủn bn marker di truyn ln lt vi mi nhúm v tin hnh qua ton b genome ca T4 Nhiu gene khỏc ủó ủc xỏc ủnh v lp bn ủ ủy ủ trờn phõn t vũng trũn (Hỡnh 8.3) Nhng vựng vũng trũn bờn trong l 3 cm ca marker T4 ủó ủc xỏc ủnh v lp bn ủ di truyn Vũng ngoi cú mt ca nhiu b marker ln to thnh ton b vũng trũn ca bn ủ di truyn Bn ủ di truyn phage... khun v phage (bacterial and phage attachment sites) Mi ủim gn cú cha 3 ủon: ủon trung tõm cú cựng trỡnh t nucleotide c 2 v trớ gn v l vựng m s tỏi t hp thc s xy ra im gn vo ca phage ủc ký hiu bi POP (P: phage) v ủim gn vo vi khun ủc biu din bng BOB (B: bacteria) So sỏnh bn ủ di truyn ca phage v prophage POP nm gn vựng trung tõm ca phõn t DNA dng thng Mt protein ca phage, integrase, xỳc tỏc cho tỏi... Trong bt k phộp lai no gia mt ủt bin ủim cha bit v mt ủt bin mt ủon, s xut hin ca dng hoang di cho thy ủt bin ủim nm ngoi vựng mt ủon Ngc li, nu ủt bin ủim xut hin trong vựng mt ủon, khụng xut hin dng tỏi t hp kiu hoang di th h sau rII A cistron rII B cistron Khong cỏch t A1 ủn B ủc xỏc ủnh bng mt ủon cỏc khong 127 2 qua 638 Khong cỏch t 1 ủn 47 ủc xỏc ủnh bng mt ủon khong 1364 qua 1519 Hỡnh 8.5 t bin... v trớ trong gene Bn ủ di truyn cho s ln cỏc ủt bin rII cú ngun gc ủc lp ủc mụ t hỡnh 8.6 Nghiờn cu ủt bin vựng rII v lp bn ủ di truyn cú vai trũ quan trng, qua ủú cú th rỳt ra cỏc kt lun sau: + S trao ủi di truyn cú th xy ra trong gene v cú th gia cỏc nucleotide gn nhau 150 + Cỏc ủt bin khụng ủc to ra cựng tn s vi tt c cỏc ủim trong gene, chỳng phõn b khụng ủu nhau Chng hn, 24 00 ủt bin rII ủó ủc... bo ch Phage lp ghộp bờn trong t bo ch Vt cht di trun t bo ch b phỏ hy Phage t do Chu trỡnh sinh tan Nucleic acid ca phage Phage protein Nucleic acid ca phage xõm nhp vo t bo Protein ca phage ủc tng hp, acid nucleic ủc nhõn lờn, vt cht di truyn t bo ch b phỏ hy Hỡnh 8.1 Chu trỡnh sinh tan ca bacteriophage Hỡnh 8 .2 S xõm nhp ca phage vo t bo vt ch theo c 2 dng b m ủng thi r+: ủm nh, r-: ủm ln, h+: ủm... integrase nhn ra ủim gn vo ca phage v vi khun, gõy ra s trao ủi vt lý, kt qu l phõn t DNA ca phage gn vo phõn t DNA ca vi khun Kt qu ca s tỏi t hp lm bn ủ di truyn ca prophage khỏc vi bn ủ di truyn ca phage Bn ủ di truyn prophage l s chuyn ủi vũng trũn bn ủ di truyn phage t do Prophage ủc chốn vo nhim sc th ca E coli gia gene gal v gene bio S chốn vo ca phage lm tng khong cỏch gia gene gal v gene bio Khong ... A4 t bin ny khụng tỏi t hp to dng kiu di phộp lai vi cỏc ủt bin mt ủon ln nh r 127 2, r 124 1, rJ3 v rPT1 nhng nú cú th tỏi t hp to dng kiu di phộp lai vi rPB2 42, rA105 v r638 Cỏc ủt bin ủc to bi cựng... di v phiasong song vi quỏ trỡnh kộo di mng sinh cht, ni cú ủim gn vo ca DNA b gen, mc di tỏch phõn t DNA v t bo Hỡnh 7.1 t bo vi khun E coli Hỡnh 7 .2 T bo vi khun phõn chia theo trc phõn 26 26 ... ri nh 128 Si DNA mch kộp ca dũng vi khun S sau chui qua mng t bo ca dũng vi khun R thỡ mt mch ca S s b nuclease ca t bo ct, cũn li mt mch nguyờn 129 129 Hinh 7.4 C chờ biờn nap t nhiờn 2. 2 Bt cp