mở bai:
di truyền: là sự truyền các đặc điểm tính trạng của thế hệ này sang thế hệ khác.
di truyền vi khuẩn: là sự bảo tồn các đặc tính của vi khuẩn qua nhiều thế hệ. cơ sở của sự bảo tồn các đặc tính là sự sao chép chất liệu di truyền (adn) dựa theo nguyên tắc bán bảo tồn.
1. vẬt liỆu di truyỀn Ở vi khuẨn:
Ở vi khuẩn vật liệu di truyền là adn thể nhiễm sắc ngoài ra còn có adn ngoài thể nhiễm sắc.
1.1. dna thể nhiễm sắc:
chất nhân của vk là một phân tử adn xoắn kép dạng vòng (2 sợi khép kín – dài độ 1mm) tạo nên tns duy nhất của vk.
+ tns này gồm nhiều đoạn gọi là gen.
+ mỗi gen là một chuỗi nucleotide có trật tự nhất định mã hoá cho một protein cụ thể qui định một tính trạng cụ thể.
vi khuẩn sao chép theo cơ chế nửa bảo tồn: 2 sợi tách rời nhau, mỗi sợi trở thành một khuôn ểể các bazơ mới bổ Sung vào teo từng cặp adenin – tymin (a -t) hoặc) (hoặc) , tạo nên sợi mới, hình thành hai adn xoắn kép mới giống hệt phân tử adn ban đầu.
1.2. plasmid dna ngoài tnscác.
1.2.1. plasmid :
+ là những phân tử dn ngắn (50-100 gen) nằm ngoài tns vi khuẩn, (không cần thiết ối với tế bào vk), tự nhân lên trong bào tương vk, di truyền qua các thế hệ có thể truyền từ vk này sang vk khác cùng loài hoặc khác loài.
+ các plasmid cũng là dna 2 sợi xoắn kép dạng vòng, độ dài bằng khoảng 0.1-5% chiều dài tns vk ; chúng chứa các gen mã hóa cho nhiều ặc tính khác không thiết yếu cho sự sống của tế bào nhưng có thể giús cho vk tồn tại ược dưới cọn cọn cál. vd: vk có plasmid r, plasmid sinh độc tố.
+ các plasmid được phát hiện bởi những tính chất mới mà chúng tạo cho tế bào vk và tên của plasmid thường được gọi dựựa theo nhp.
1.2.2. một số plasmid quan trọng:
plasmid f (yếu tố giới tính, yếu tố tiếp hợp: plasmid này quyết ịnh ếnh ến hiện tượng tiếp hợp ở vi khuẩn như hình thành pili sin … thuc. trực tiếp với nhau và chuyển vật liệu di truyền từ vi khuẩn cho sang vi khuẩn nhận.
transposome: một số plasmid chứa các gen “nhảy” gọi là transposome- là những đoạn adn có hai ầu tận c cuar dna khác; vd từ plasmid vào nhiễm sắc thể hoặc ngược lại.
plasmid r: làm vi khuẩn có tính kháng lại một hoặc nhiều thuốc kháng sinh và các muối kim loại nặng (ag, hg).
trong cấu trúc của plasmid r, có một hoặc nhiều gen kháng thuốc và một gen chuyển kháng gọi là rtf (resistant transfer factor) (hình 1).
– các gen kháng thuốc kiểm soát việc tổng hợp các enzym làm huỷc thay ổi phân tử kháng: mỗi gen kháng thuốc chịu trách nhi ệm về sự kháng li p>
– gen chuyển kháng rtf chịu trách nhiệm chuyển các gen kháng thuốc từ vi khuẩn cho sang vi khuẩn nhận.
2. nhỮng hiỆn tƯỢng di truyỀn Ở vi khuẨn
2.1. Đột biến
2.1.1. Định nghĩa: là sự biến đổi đột ngột một tính trạng, di truyền được.
trong một quần thể tế bào vi khuẩn đồng nhất, xuất hiện một cá thể có một tính trạng khác và truyền được tính trạng cà nthy cho. cá thể đó gọi là biến chủng hay chủng đột biến.
vd: trong một quần thể vi khuẩn chịu tác dụng của penicillin xuất hiện một vài tế bào vi khuẩn kháng lại penicillin.
2.1.2. các tính chất:
– hiếm: tần suất 10-5 – 10-8
– ngẫu nhiên (có thể can thiệp trong ptn để gây đột biến định hướng)
– bền vững: duy trì được từ thế hệ này sang thế hệ khác.
– Đặc hiệu: mỗi đột biến chỉ liên quan đến một tính trạng.
– Độc lập: Đột biến này không ảnh hưởng đến đột biến khác.
2.1.3. cơ chế đột biến: có sự thay đổi trật tự các nucleotit trong một đoạn gen. có 2 trường hợp:
+ Đột biến điểm (phổ biến nhất):
– cặp bazơ này bị thay bằng cặp bazơkhác.vd: cặp at® gc.
– hệ quả: 3 trường hợp (câm, sai nghĩa, mất nghĩa)
+ Đột biến lệch khung (một bazơ bị chêm vào hoặc bị loại ra khỏi adn trong qua trình sao chép): sai khác nhiều ở kết quả tạo protein.
2.1.4. tác nhân gây đột biến:
– lý học: tia cực tím, x…
– hoá học: các chất alqui hoá, nitropyrin, arcidin….
2.1.5. kết quả đột biến:
một hoặc nhiều tính trạng của vi khuẩn có thể bị đột biến: hình thái khuẩn lạc s ®r, chuyển hóa, tính kháng thuốc…
2.2. tái tổ hợp
2.2.1. biến nạp: (chỉ xảy ra trong ptn).
2.2.1.1. ỊNH NGHĩA: Là hiện tượng một đoạn adn tự do của vk chu vk vk vk ược tế bào vk nhận, gắn vào bộ gene của vk nhận, quyt ịnh tanh chất mới của này vày thh n.
hiện tượng này được phát hiện lần đầu tiên năm 1928 bởi griffith và cs. khi nghiên cứu vacxin chống cầu khuẩn phổi trên chuột nhắt trắng.
thí nghiệm của griffith tóm tắt như sau:
phế cầu riii sống —tiêm————> chuột——-> chuột sống.
phế cầu si sống —tiêm————> chuột——-> chuột chết.
phế cầu si chết (to)
+ trộn lẫn,tiêm —-> chuột chết—-> tìm được si sống
riii sang
1944, avery và cs. LấY ADNA TÁCH CHIếT Từ PHế CầU SI TRộN TRONG ốNG NGHIệM CHứA PHế CầU RIII SốNG ® If Sống ® CHứNG minh chất gây biến nạp chính là dn và dn cũng chính là cơ sở vật chất chất chất chất chất
2.2.1.2. cơ chế: adn biến nạp có thể do vk cho tiết ra, nhưng thường phải tách chiết trong ptn, nst bị cắt thành những đoạn adn nhỏ.
VI KHUẩN NHậN PHảI ở TRạNG THÁI SINH Lý ặC BIệT GọI Là tình trạng khả thụ – vac tế Bào Có sự Biến ổi ể ể DNA Tự DO CủA VI KHUẩN CHO XâM NHậP qua ược.
2.2.1.3. Kết quả: xuất hiện một số tính trạng mới: tổng hợp một số chất, kHáng lại một khang sinh… thường chỉt ting tinh trạng ược biến nạp, có thển nhạp nhi ền ền ền ền ền ền ền ền ền
2.3.1. Định nghĩa: là hiện tượng chuyển gen từ vk cho sang vk nhận nhờ fago.
2.3.2. cơ chế: trong tế bào vi khuẩn nhiễm fago, khi fago hoạt động làm tan tns vk thành nhiều mảnh adn. một hoặc vài mảnh này có thể bị lắp nhầm với adn phage vào capsit của phage. khi gặp tế bào vk cảm thụ mới, phage này sẽ bơm adn của mình cùng với mảnh adn của vk cho, tải nạp vào vk nhận khiến vk nhận hiận biớn biớn.
2.3.3. kết quả: nếu đoạn adn tải nạp của vi khuẩn cho quyết định tính kháng lại penicillin thì ở vi khuẩn nhận sẽ thể hiện kháng penicil
2.4.1. Ịnh nghĩa : là tình trạng 2 tế bào vk tiếp xúc trực tiếp với nhau bằng pili sinh dục và vật liệu di truyền ược chuyển từ quahẑn cho vkẑn vk.
2.4.2. cơ chế: hiện tượng tiếp hợp được quyết định bởi plasmid f (còn gọi là yếu tố f). plasmid f quyết ịnh những điều kiện tiếp hợp như hình thành pili sinh dục, thay ổi tínnh chất bề mặt vi khuẩn… tht th ự ể჻ ể ể . tế bao khác. tế bào vi khuẩn không có plasmid f gọi là tế bào cái (f-), khi nhận được plasmid f từ vi khuẩn đực truyền cho thì chúng lại trở thành t đ+
2.4.3. kết quả: các plasmid được truyền ngang giữa các vi khuẩn, đáng chú ý là sự truyền các plasmid r kháng thuốc. tần suất truyền gen kháng thuốc theo cách này khoảng 10-2.
3. kẾt quẢ tỰ nhiÊn vÀ Ứng dỤng
3.1. kết quả tự nhiên:
+ trong tự nhiên, ccc hiện tượng ột biến, biến nạp, tải nạp, tiếp hợp làm cho vi khuẩn có những tính chất mới phong phú giún chúngô múghi vthíchí.
+ trong y học cần quan tâm đến hiện tượng truyền tính kháng thuốc giữa các vk. một số vk không gây bệnh cho cơ thể khi nhận được plasmid r hoặc gen gay bệnh thì chúng lại trở nên gay bệnh.
3.2. Ứng dụng:
3.2.1. chẩn đoán: phát hiện vsv thông quan gen đặc trưng
3.2.2. Điều trị: phối hợp thuốc để giảm tần số kháng thuốc. VD: tần suất khang lại penicilin ở một loài vk là 10-7, tần suất kHáng Gentamycin là 10-10, khi phối hợp 2 loại ks thì tần suất kHang với ồng thời cả 2 là là 10-7 x 10-10 10-10 10-10 10-10 10-10 10 -17.
3.2.3. phòng bệnh: sản xuất các vacxin tái tổ hợp để phòng bệnh có hiệu quả và độ an toàn cao.
3.2.4. vẽ bản đồ thể nhiễm sắc của vi khuẩn.
3.2.5. nghiên cứu qua trình sinh tổng hợp protein và sản xuất các chất có hoạt tính sinh học cao, vd: biến nến gen tổng hợp insulin vào e.coli hay nấn xu m men sđ>
3.2.6. tạo ra những sinh vật biến đổi gen:
+ tạo ra những tính chất mới lạ (khả năng kháng sâu bệnh)
+ tống hợp ra những protein đặc biệt cần thiết hoặc để tăng sản lượng nông nghiệp
tài liệu tham khảo:
1- vi sinh y học, học viện quân y, 2011
2- vi sinh and học, nxb and học, 2008
3- 3- prescott; Harley and Klein Microbiology, Eighth Edition by Mc Graw Hill, Higher Education, 2013.
