Bài giảng Vi sinh: Di truyền vi khuẩn

3/11/2017 
1 
DI TRUYỀN VI KHUẨN 
ĐẠI CƢƠNG 
• Vi khuẩn là tế bào nhân nguyên thủy 
• Nhiễm sắc thể 
• Số lƣợng: 1 
• DNA xoắn kép, vòng 
• Không có protein 
• Tồn tại trong tế bào chất 
• Plasmid 
SAO CHÉP ADN Ở E.COLI 
1. Kiểu Theta (Cairns) 
2. Kiểu lăn vòng (Rolling circle) 
SAO CHÉP ADN Ở E.coli 
1. Kiểu Theta (Cairns) 
- Do John Cairns tìm ra 
- Sao chép bắt đầu tại điểm Ori 
- Theo 2 hƣớng (chủ yếu) 
hoặc 1 hƣớng 
SAO CHÉP ADN Ở E.coli 
2. Kiểu lăn vòng 
- Một mạch đơn bị cắt và trở thành khuôn để tổng 
hợp sợi ADN bổ sung 
- Sau đó, sợi gốc còn lại sẽ làm khuôn để tổng 
hợp sợi bổ sung 
SAO CHÉP ADN Ở E.Coli 
2. Kiểu lăn vòng 
ADN con 
Đóng vòng 
3’ 
5’ 
5’ 3’ 
3’ 
5’ 
ADN mẹ 
3/11/2017 
2 
SAO CHÉP ADN Ở E.Coli 
2. Kiểu lăn vòng 
HÌNH THỨC SINH SẢN 
1. Vô tính 
2. Cận hữu tính 
SINH SẢN VÔ TÍNH 
• Sinh sản trực phân – “Ngắt đôi” 
• DNA gắn với màng sinh chất ADN sao chép 
 Hình thành màng phân cách 2 tế bào con 
SINH SẢN CẬN HỮU TÍNH 
• Truyền thông tin một chiều từ tế bào cho sang tế 
bào nhận và tạo hợp tử từng phần 
• Các hình thức truyền DNA 
• Tiếp hợp 
• Biến nạp 
• Tải nạp 
SINH SẢN 
DI TRUYỀN VI KHUÂN 
1. Tiếp hợp 
2. Biến nạp 
3. Tải nạp 
3/11/2017 
3 
TIẾP HỢP 
Khái niệm 
• Là sự truyền ADN từ tế bào này sang tế bào 
khác qua sự tiếp xúc giữa 2 tế bào 
• Đoạn ADN này đƣợc gọi là yếu tố F 
Yếu tố F (Plasmid) 
- ADN vòng, xoắn kép, nhỏ 
- Nằm tự do ngoài NST Sao chép độc lập 
- Di chuyển từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác 
TIẾP HỢP 
Yếu tố F (Plasmid) 
- Tế bào cho ADN = giới “đực” (F+) 
- Tế bào nhận ADN = giới “cái” (F-) 
TIẾP HỢP TIẾP HỢP 
Tạo ống tiếp hợp 
Plasmid F sao 
chép lăn vòng, sợi 
mới xâm nhập tế 
bào nhận 
Kết thúc 
NST Plasmid F Pili 
Quá trình tiếp hợp F(+) và F(-) 
TIẾP HỢP 
Tế bào Hfr 
- Yếu tố F gắn với hệ gen vi khuẩn 
- Tiếp hợp: truyền hệ gen không chứa hoặc chứa 
một phần yếu tố F 
TIẾP HỢP 
NST 
Plasmid F 
3/11/2017 
4 
Quá trình tiếp hợp Hfr và F(-) TIẾP HỢP 
Yếu tố F NST 
Truyền gen nhiễm sắc thể 
không chứa hoặc chứa một 
phần yếu tố F 
Tạo ống tiếp hợp 
Tế bào nhận tích hợp gen 
nhận vào nhiễm sắc thể 
Hfr 
Hfr F(-) tái tổ hợp 
F(-) 
Tế bào F’ 
- Hfr F(+) nhƣng hạt F mang theo một đoạn 
nhiễm sắc thể 
- Tiếp hợp: giống F(+) thông thƣờng 
TIẾP HỢP 
TIẾP HỢP Quá trình tiếp hợp F’ và F(-) 
Tạo ống tiếp hợp 
Yếu tố F mang 
một phần NST 
sao chép lăn 
vòng, sợi mới xâm 
nhập tế bào nhận 
Kết thúc 
TIẾP HỢP 
F’ cell F’ cell F’ cell 
F’ x F(-) 
TIẾP HỢP 
Hfr x F(-) 
F(+) x F(-) 
Các trường hợp tái tổ hợp 
- F(-) x F(-) Không tái tổ hợp 
- F(+) x F(-) 2 F(+) 
- F(+) x F(+) Tái tổ hợp 
- Hfr x F(-) Hfr + F(-) tái tổ hợp 
- F’ x F(-) 2 F’ 
- F’ x F’ Tái tổ hợp 
TIẾP HỢP 
3/11/2017 
5 
Mối liên hệ giữa F+, F- và Hfr 
- F(+) Hfr và ngƣợc lại 
- F’ Hfr và ngƣợc lại 
- F(-) F(+) hoặc Hfr 
TIẾP HỢP TIẾP HỢP 
Khái niệm 
- Là sự biến đổi tính trạng của vi khuẩn dƣới 
ảnh hƣởng của ADN hòa tan xâm nhập 
BIẾN NẠP 
- ADN có khả năng biến nạp 
- Kích thƣớc bằng 1/500 – 1/200 hệ gen 
- Đƣợc phóng thích từ tế bào vi khuẩn bị hủy (tế bào cho S) 
- Tế bào nhận (R) phải có khả năng dung nạp (khả 
năng nhận ADN từ môi trƣờng) 
- Tế bào R có thể nhận 10 – 20 đoạn ADN 
BIẾN NẠP 
Quá trình biến nạp 
BIẾN NẠP 
Gồm 3 giai đoạn 
1. Thâm nhập của ADN: Sợi kép ADN từ tế bào 
S sang tế bào R cắt bỏ 1 mạch sợi đơn 
2. Bắt cặp: Tháo xoắn 1 đoạn Nối sợi đơn 
ADN (S) vào ADN của tế bào R 
3. Sao chép: Tổng hợp sợi bổ sung cho sợi đơn 
vừa bắt cặp 
Quá trình biến nạp 
BIẾN NẠP 
Tế bào S 
NST 
tế bào vi khuẩn Tế bào R 
3/11/2017 
6 
Quá trình biến nạp 
BIẾN NẠP Tế bào R 
NST 
ADN hòa tan 
Tiếp nhận 
ADN hòa tan 
Tích hợp ADN vào 
NST tế bào nhận 
Đoạn ADN 
không phù hợp 
Quá trình biến nạp 
BIẾN NẠP 
Khái niệm 
- Là hiện tƣợng chuyển ADN từ tế bào cho sang tế 
bào nhận nhờ thực khuẩn thể (phage) 
- Gồm 
 + Tải nạp không đặc hiệu 
 + Tải nạp đặc hiệu 
TẢI NẠP 
Khái niệm 
- Quá trình sinh sản của thực khuẩn thể trong tế 
bào gồm 2 cơ chế 
 + Chu trình tiêu giải 
 + Chu trình tiêu giải tiềm ẩn 
TẢI NẠP 
Chu trình tiêu giải 
1. Thể thực khuẩn bám lên tế bào, tạo lỗ thủng và bơm 
ADN vào trong phiên mã, dịch mã tạo enzym 
2. Enzym phá hủy ADN tế bào chủ nucleotide 
3. Bộ gen phage kiểm soát tế bào và sao chép 
4. Phiên mã, dịch mã xảy ra protein để đóng gói hệ gen 
phage đƣợc chép phage hoàn chỉnh 
5. Lysozym phá vỡ tế bào và giải phóng các phage mới 
TẢI NẠP 
Chu trình tiêu giải 
TẢI NẠP 
3/11/2017 
7 
Chu trình tiêu giải 
- Phage sinh sản theo chu trình tiêu giải là các 
phage độc 
- Giữa tế bào vi khuẩn và phage kí sinh có sự 
đồng tiến hóa 
TẢI NẠP 
Chu trình tiêu giải tiềm ẩn 
1. Thể thực khuẩn bám lên tế bào, tạo lỗ thủng và bơm ADN 
vào trong 
2. Bộ gen phage gắn với NST vi khuẩn prophage 
3. Vi khuẩn tiến hành sao chép ADN và sinh sản tạo ra các tế 
bào mang prophage 
4. Prophage có thể tách khỏi NST vi khuẩn và chu trình tiêu 
giải bắt đầu 
TẢI NẠP 
Tiêu giải 
Tiêu giải 
tiềm ẩn 
TẢI NẠP 
Tải nạp không đặc hiệu 
- Còn gọi là tải nạp chung 
- Phage độc 
- Chu trình tiêu giải 
- Tải nạp có đƣợc do sự gói nhầm ADN của tế 
bào chủ khi phage trƣởng thành 
- Bất kì gen nào của vi khuẩn cũng đều đƣợc tải 
nạp 
TẢI NẠP 
Tải nạp không đặc hiệu 
TẢI NẠP 
Tải nạp không đặc hiệu 
TẢI NẠP 
3/11/2017 
8 
Tải nạp đặc hiệu 
- Còn gọi là tải nạp hạn chế 
- Phage ôn hòa 
- Chu trình tiêu giải tiềm ẩn 
- Chỉ truyền những đoạn ADN nhất định, thƣờng 
là các gen nằm sát chỗ prophage gắn vào 
TẢI NẠP 
Đoạn chèn 
- Đặc điểm: tạo ra các bản sao và chèn vào vị trí 
bất kì trên phân tử DNA Sự liên tục của gen 
bị gián đoạn 
- Có 600 – 6000 cặp base 
YẾU TỐ DI TRUYỀN VẬN ĐỘNG 
Gen nhảy 
- Khi 2 đoạn chèn xâm nhập vào 1 đoạn DNA thì 
đoạn DNA có thể di chuyển Gen nhảy 
- Gen nhảy có thể phát hiện qua kiểu hình 
YẾU TỐ DI TRUYỀN VẬN ĐỘNG TỔNG KẾT 
Tải nạp 
Tiếp hợp 
Biến nạp 
HẾT