Mục tiêu:
- Trình bày được định nghía đột biến ở vi khuẩn, 4 tính chất của đột biến và ứng dụng hiểu biết này trong việc sử dụng kháng sinh.
- Trình bày được sự tái tổ hợp chất liệu di truyền trên nhiễm sắc thể của vi khuẩn do 3 hình thức vận chuyền di truyền: biến nạp, tiếp hợp và tải nạp (định nghĩa, điều kiện xảy ra và kết quả).
- Trình bày được định nghĩa piasmid và transposon; đặc điểm cấu tạo và vai trò của chúng đối với sự lan truyền gen đề kháng ở vi khuẩn
DI TRUYỀN
Di truyền là sự bảo tồn đặc tính (đặc tính ổn định) qua nhiều thế hệ. Cơ sở của sự bảo tồn đặc tính là sự sao chép chất liệu di truyền (ADN) dựa trên nguyên tắc bán bảo tồn.
Nhiễm sắc thể của vi khuẩn là một phân tử ADN (xoắn, kép) dạng vòng tròn khép kín; có độ lớn từ 0,6-13.10-6 bp (base pair, cặp base), ví dụ nhiễm sắc thể của E. coli là 4,6. 10-6 bp.
Khi ria cấy vi khuẩn trên môi trường đặc, ta có thể có các khuẩn lạc (colony), đó là quần thể vi khuẩn xuất phát từ một tế bào ban đầu. Như vậy, mỗi khuẩn lạc là một dòng tế bào (clone) thuần khiết, gồm những tế bào có chất liệu di truyền như nhau và cùng có những đặc tính như nhau. Trong quá trình phát triển của vi khuẩn, chất liệu di truyền không phải luôn luôn được giữ nguyên mà có sự thay đổi, dẫn đến hình thành những đặc tính mói và các cá thể mới
SỰ THAY ĐỔI CHẤT LIỆU DI TRUYỀN
Trước hết cần phân biệt với những biến dị kiểu hình (modification); đó là những biến đổi bề ngoài do sự thích ứng của một quần thể có cùng kiểu gen trong những điều kiện ngoại cảnh khác nhau, ví dụ các vi khuẩn duy trì (persistent) trong các ổ áp xe. Biến dị kiểu hình không bền và không di truyền.
Định nghĩa: đột biến (mutation) là sự thay đổi đột ngột một tính chất của cá thể trong quần thể đồng nhất. Đột biến di truyền được, do đó có một clon mới được hình thành từ cá thể đặc biệt này và điều đó nghĩa là sẽ xuất hiện một biến chủng (mutant) từ chủng hoang dại (wildtype) ban đầu.
Một số đột biến có ý nghĩa quan trọng đối với vi sinh y học là những đột biến kháng kháng sinh, kháng phage; đột biến thay đổi cấu trúc kháng nguyên; mất tính di động hoặc sản xuất dư thừa sản phẩm chuyển hóa.
Các tính chất của đột biến
- Hiếm: tất cả các đột biến đều hiếm thấy và xảy ra không đều, số biến chủng trong một quần thể gọi là tần số biến chủng (mutants frequency). Tần số biến chủng cho mỗi đặc tính ở mỗi cá thể là khác nhau, có thể từ 10-5 - 10-11. Xác suất xuất hiện một đột biến trên một tế bào trong một thế hệ gọi là suất đột biến (mutation rate). Suất đột biến ngẫu nhiên cho một gen nhất định khoảng 10-5 và cho một cặp nucleotid nhất định khoảng 10-8.
