3 phương thức chuyển gen trong tế bào vi khuẩn

Ba chế độ chuyển gen trong tế bào vi khuẩn là: (a) Biến đổi, (b) Sự tải nạp, (c) Sự kết hợp.

Vi khuẩn phân chia rất nhanh. Thời gian nhân đôi cũng được gọi là thời gian tạo và nó có thể thấp đến 20 phút. Vi khuẩn chủ yếu sinh sản bằng cách sinh sản vô tính nhưng không biểu hiện sinh sản hữu tính thực sự vì chúng không tạo ra pha lưỡng bội. Vì vậy, meiosis là thiếu. Tuy nhiên, vi khuẩn trao đổi vật liệu di truyền giữa hai tế bào.

Phương thức chuyển gen ở vi khuẩn:

Ba chế độ chuyển gen giữa các tế bào vi khuẩn là:

(a) Biến đổi

(b) Truyền tải

(a) Biến đổi:

Hiện tượng mà DNA phân lập từ một loại tế bào, khi được đưa vào một loại khác có thể ban cho một số thuộc tính của nó vào loại thứ hai, được gọi là biến đổi. Nó đã được xác nhận bởi Griffith với các thí nghiệm của ông về vi khuẩn Streptococcus pneumonia.

(b) Truyền tải:

Việc chuyển vật liệu di truyền từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác thông qua vi khuẩn được gọi là tải nạp.

(c) Liên hợp:

Việc chuyển DNA đơn hướng từ tế bào này sang tế bào khác thông qua cầu nối tế bào chất được gọi là liên hợp. Quá trình này tương đương với giao phối tình dục ở sinh vật nhân chuẩn. Hai tế bào đơn bội của các chủng vi khuẩn khác nhau đến gần nhau.

Chúng nhận ra nhau bằng các đại phân tử bổ sung sinh ra trên bề mặt của chúng. Nhà tài trợ hoặc tế bào nam chuyển một phần hoặc toàn bộ nhiễm sắc thể vào tế bào người nhận hoặc tế bào nữ. Khả năng chuyển vật liệu di truyền từ nam được kiểm soát bởi giới tính hoặc yếu tố sinh sản (gen F) có trong một plasmid.

Do đó, các gen có thể được chuyển từ người hiến sang tế bào nhận trên một phân tử DNA đóng vai trò là yếu tố giới tính gọi là gen F. Gen giới tính này có thể cư trú trong nhiễm sắc thể của vi khuẩn hoặc nó có thể tồn tại như một đơn vị tự trị trong tế bào chất.

Vi khuẩn đực có các gai giống như gai gọi là pili giới tính tiếp xúc với vi khuẩn cái thiếu pili và hiến DNA của nó. Yếu tố F (một plasmid) mang gen sản xuất pili và các chức năng khác cần thiết để chuyển DNA. Có lúc yếu tố F tích hợp vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn.

Những vi khuẩn như vậy có thể chuyển vật liệu di truyền của chúng vào tế bào nữ với tần số cao (Hfr) theo một trình tự cụ thể. Chúng được gọi là Hfr -strains. Sự kết hợp lần đầu tiên được chứng minh bởi Lederberg và Tatum ở E. coli. Tần suất tái hợp rất thấp trong các thí nghiệm của Lederberg.

Tế bào Hfr hoạt động như vi khuẩn đực và khi trộn lẫn với tế bào cái (F, ) tạo thành cầu nối liên hợp. Yếu tố F chứa DNA bị phá vỡ tại một điểm cụ thể và bắt đầu chèn DNA vào con cái và trình tự chuyển gen nhiễm sắc thể luôn theo cùng một thứ tự (gen A, B, C và D).

Yếu tố F được chuyển cuối cùng. Cầu liên hợp thường bị gãy trước khi toàn bộ nhiễm sắc thể được chuyển. Chỉ các gen A và B đã được chuyển trong ví dụ đã cho. Những gen A và / hoặc B này có thể kết hợp lại với các gen tương ứng trong nhiễm sắc thể F.

Do đó, nếu B 'trong tế bào Fd là một dạng đột biến của B, việc đánh cắp B' trong nhiễm sắc thể F che có thể trở thành B là kết quả của sự tái hợp sau khi kết hợp. Do đó, các dấu hiệu di truyền có thể được chuyển từ một vật chủ đến một người nhận phù hợp thiếu các dấu hiệu đó.

Thứ tự mà các điểm đánh dấu như vậy được chuyển đến người nhận sẽ tuân theo thứ tự mà chúng có mặt trong nhà tài trợ. Do đó, các thí nghiệm liên hợp rất hữu ích trong việc xây dựng bản đồ gen (thứ tự sắp xếp các gen trong nhiễm sắc thể) của các sinh vật.

Hayes (1952) đã tìm thấy một chủng E. coli trong đó tần suất tái hợp cao tới 100 đến 1000 lần như báo cáo của Lederberg. Chủng này được gọi là chủng tái tổ hợp tần số cao (Hfr).