DI TRUYỀN VI KHUẨN ThS Phạm Thị Lan Thanh MỤC TIÊU    Nêu đặc điểm di truyền học vi khuẩn Trình bày phương pháp trao đổi vật chất di truyền vi khuẩn: biến nạp (chuyển thể), tải nạp (chuyển nạp), tiếp hợp (giao phối), chuyển vị gen Nêu ứng dụng di truyền vi khuẩn điều trị và nghiên cứu y học KHÁI NIỆM Di truyền: bảo tồn vật chất ]qua nhiều hệ • Clone vi khuẩn: dòng vi khuẩn khiết sinh từ tế bào vi khuẩn • Khuẩn lạc: lương sinh khôi vi khuẩn khiết • Vật liệu di truyền vi khuẩn Nhiễm sắc thể: phân tử DNA dạng vòng tròn khép kín & màng bao bọc Plasmid: là phân tử DNA dạng vòng tròn nằm NST có khả tự nhân lên Plasmid • • • • Plasmid nhỏ NST (10 -10000 lần) Số lượng plasmid TB khác Mang gen đề kháng khác Một số plasmid lớn mang gen (transfer) gọi plasmid transfer • Các gen nằm plasmid truyền qua VK khác: vi khuẩn bị phá vỡ – giải phóng DNA – phage tải nạp Sao chép nhiễm sắc thể DNA chép từ điểm xuất phát ori DNA polymerase tổng hợp mạch DNA chép thành ĐẶC ĐIỂM NGHIÊN CỨU DTH VI KHUẨN Dễ nuôi cấy, sinh sản nhanh, có nhiều đột biến  Các loại đột biến • VK khả sử dụng loại chất dinh dưỡng để sinh trưởng (galactose) • VK phụ thuộc vào loại chất dinh dưỡng để sinh trưởng (Alanine) • VK mẫn cảm kháng với loại thuốc  SỰ THAY ĐỔI VẬT CHẤT DI TRUYỀN • Do đột biến: thay đổi đột ngột tính chất cá thể quần thể đồng • Do biến dị tổ hợp : tái tổ hợp vật liệu di truyền NST (biến nạp, tải nạp và tiếp hợp) CÁC LOẠI ĐỘT BIẾN • Đột biến điểm: thay đổi cặp base chuỗi DNA gây tác nhân gây đột biến hay sai sót chép DNA TD: Thay thế, thêm cặp base (nucleotide) • Đột biến đa điểm: thay đổi nhiều cặp base chuỗi DNA Đột biến thay cặp base Gen bình thường GGTCTCCTCACGCCA ↓ CCAGAGGAGUGCGGU Codons ↓ Pro-Glu-Glu-Cys-Gly Amino acids Đột biến thay GGTCACCTCACGCCA ↓ CCAGUGGAGUGCGGU ↓ P r o - Va l - G l u - C y s - G l y Chỉ ảnh hưởng đến codon TIẾP HỢP TIẾP HỢP – Conjugation (3) • Tế bào F+ tiếp hợp với F- → giữ nguyên kiểu gen, đoạn ADN NST truyền qua TB nhận • Hfr : TB có khả truyền hệ gen vi khuẩn tần số cao Khi Hfr x F- tái tổ hợp nhiều thông thường giữ trạng thái F• Trong số trường hợp Hfr tách yếu tố F → F’ (mang đoạn NST VK) F’ x F- giống F+ x F→ nhờ F’ mà số tính trạng TB truyền qua TB khác trình gọi giới nạp YẾU TỐ DI TRUYỀN ĐỘNG Trình tự chèn (IS : Insertion sequence)) • Transposon (Tn): gen nhảy hay gen chuyển vị • TRANSPOSON (Tn) Là những đoạn ADN có khả di động (yếu tố chuyển vị) giữa vị trí khác hay nhiều genome Phân loại: loại • Các yếu tố di chuyển thông qua trung gian RNA (RNA transposons – retrotransposon) • Các yếu tố di chuyển không qua trung gian RNA (DNA transposons) TRÌNH TỰ IS (Insertion Sequences) • Transposon đơn giản VK • Trình tự IS không mã hóa cho protein => không giữ chức • • TB Kích thước nhỏ (1kb) chứa o Một trình tự trung tâm: đặc trưng cho loại IS o Hai đầu mút: mang trình tự lặp lại ngược chiều ngắn (15–25 bp) Đoạn IS ghép vào vị trí genome, đoạn DNA nhân đôi => tạo thành trình tự lặp lại chiều giúp xác định vị trí tách gắn vào transposon Cấu trúc trình tự IS vi khuẩn Gen chuyển vị gắn vào vị trí mục tiêu, trình tự mục tiêu được nhân đôi nằm bên gen chuyển vị CÁC KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU ĐỘT BIẾN KỸ THUẬT ĐÓNG DẤU (Replica plating) Đột biến khuyết dưỡng (auxotroph): đột biến khả tổng hợp nhu cầu dinh dưỡng thiết yếu AMES TEST:ứng dụng phát độc tính gây ung thư,đột biến mẫu phụ gia thực phẩm,độc chất mẫu nước ô nhiễm Salmonella typhimurium (His-) Môi trường Histidine Đọc kết AMES TEST The negative control A mutagenic compound ỨNG DỤNG TRONG CHẨN ĐOÁN • Kỹ thuật lai – Hybridization FISH (Fluorescent insitu hybridization – lai huỳnh quang chỗ) giúp chẩn đoán bệnh di truyền • Tổng hợp kháng thể đơn dòng • Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction - PCR) • Microarray • Xác định trình tự Nucleic acid ( whole genome sequencing) ỨNG DỤNG SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH HỌC • Insulin tái tổ hợp • Hormone tăng trưởng tái tổ hợp (HGH) • Interferon tái tổ hợp điều trị viêm gan & ung thư • Vaccin tái tổ hợp và vaccin ADN • Các yếu tố đông máu: VIII và IX tái tổ hợp 12/31/2013 Vũ Phi Yên 39 [...]... Transduction Tải nạp (chuyển nạp): là sự vận chuyển vật chất di truyền từ VK cho vào VK nhận qua trung gian Virus của vi khuẩn (bacteriophage = phage, thực khuẩn thể) Phage Vật liệu di truyền Vi khuẩn cho Vi khuẩn nhận TẢI NẠP – Transduction (tt) Các giai đoạn tải nạp TIẾP HỢP – Conjugation Tiếp hợp (giao phối): là sự chuyển vật liệu di truyền từ VK cho sang VK nhận qua cầu tiếp hợp Các giai đoạn:... nào của NST truyền qua TB nhận • Hfr : TB có khả năng truyền hệ gen của vi khuẩn ở tần số cao Khi Hfr x F- tái tổ hợp nhiều hơn thông thường nhưng vẫn giữ trạng thái F• Trong một số trường hợp Hfr tách yếu tố F → F’ (mang một đoạn NST của VK) và khi ấy F’ x F- sẽ giống F+ x F→ nhờ F’ mà một số tính trạng của TB này được truyền qua TB khác và quá trình này gọi là giới nạp YẾU TỐ DI TRUYỀN ĐỘNG... Hiếm: tần số đột biến gen xảy ra thấp (10-6 – 10-4) • Bền vững: di truyền cho thế hệ sau • Ngẫu nhiên: đột biến có sẵn trước khi nhân tố chọn lọc tác động • Độc lập và đặc hiệu: đột biến tính chất này ko ảnh hưởng đến đột biến tính chất khác, mỗi đột biến chỉ liên quan một tính trạng CÁC PHƯƠNG THỨC TRAO ĐỔI VẬT CHẤT DI TRUYỀN (ADN) Ở VI KHUẨN • Biến nạp (chuyển thể) - Transformation Thể nhận... trí tách ra hoặc gắn vào của transposon Cấu trúc trình tự IS ở vi khuẩn Gen chuyển vi khi gắn vào vi trí mục tiêu, trình tự mục tiêu được nhân đôi và nằm 2 bên gen chuyển vi CÁC KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU ĐỘT BIẾN KỸ THUẬT ĐÓNG DẤU (Replica plating) Đột biến khuyết dưỡng (auxotroph): đột biến mất khả năng tổng hợp một nhu cầu dinh dưỡng thiết yếu AMES TEST:ứng dụng phát hiện độc tính gây ung... sequence)) • Transposon (Tn): gen nhảy hay gen chuyển vị • TRANSPOSON (Tn) Là những đoạn ADN có khả năng di động (yếu tố chuyển vị) giữa các vị trí khác nhau trong một hay nhiều genome Phân loại: 2 loại • Các yếu tố di chuyển thông qua trung gian RNA (RNA transposons – retrotransposon) • Các yếu tố di chuyển không qua trung gian RNA (DNA transposons) TRÌNH TỰ IS (Insertion Sequences) • Transposon... không cần sự tiếp xúc giữa TB thể cho và thể nhận • Tiếp hợp (giao phối) - Conjugation Vật chất được truyền qua ống tiếp hợp khi có sự tiếp xúc giữa TB thể cho và thể nhận • Tải nạp (chuyển nạp) - Transduction Thể cho chuyển DNA cho thể nhận với sự tham gia của phage hay thực khuẩn thể (virus lây nhiễm VK) Biến nạp Tải nạp Tiếp hợp BIẾN NẠP – Transformation Biến nạp (chuyển thể): là... cầu dinh dưỡng thiết yếu AMES TEST:ứng dụng phát hiện độc tính gây ung thư,đột biến của mẫu phụ gia thực phẩm,độc chất trong mẫu nước ô nhiễm Salmonella typhimurium (His-) Môi trường không có Histidine Đọc kết quả AMES TEST The negative control A mutagenic compound ... điểm di truyền học vi khuẩn Trình bày phương pháp trao đổi vật chất di truyền vi khuẩn: biến nạp (chuyển thể), tải nạp (chuyển nạp), tiếp hợp (giao phối), chuyển vị gen Nêu ứng dụng di truyền vi. .. KHÁI NIỆM Di truyền: bảo tồn vật chất ]qua nhiều hệ • Clone vi khuẩn: dòng vi khuẩn khiết sinh từ tế bào vi khuẩn • Khuẩn lạc: lương sinh khôi vi khuẩn khiết • Vật liệu di truyền vi khuẩn Nhiễm... nạp): vận chuyển vật chất di truyền từ VK cho vào VK nhận qua trung gian Virus vi khuẩn (bacteriophage = phage, thực khuẩn thể) Phage Vật liệu di truyền Vi khuẩn cho Vi khuẩn nhận TẢI NẠP – Transduction