Quá trình tiếp hợp (Conjugation) của vi khuẩn

Tiếp hợp (Conjugation)

    Định nghĩa: là sự vận chuyển chất liệu di truyền từ vi khuẩn đực sang vi khuẩn cái khi hai vi khuẩn tiếp xúc với nhau.

    Ba giai đoạn xảy ra trong quá trình tiếp hợp:

- Tiếp hợp hai tế bào qua cầu giao phối (pili giới tính).

- Chuyển gen.

- Tích hợp đoạn gen chuyển vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn nhận qua tái tổ hợp kinh điển.

Điều kiện xảy ra tiếp hợp: một vi khuẩn phải có yếu tố giới tính F (Fertility factor), tức là có pili giới tính làm cầu giao phối; những vi khuẩn có yếu tố F gọi là vi khuẩn đực F⁺, vi khuẩn không có yếu tố F gọi là vi khuẩn cái F Yếu tố F có thể tồn tại ở  3 trạng thái: F⁺, Hfr hoặc F+.

- F⁺:  yếu tố F nằm trong nguyên tương

- Hfr:  yếu tố F tích hợp vào nhiễm sắc thể

-  F: sau khi yếu tố F tích hợp vào nhiễm sắc thể, lại rời ra, nằm tự do trong nguyên tương nhưng có mang theo một đoạn ADN của nhiễm sắc thể.

Tiếp hợp thường xảy ra giữa những vi khuẩn cùng loại nhưng cũng có thể xảy ra giữa những vi khuẩn khác loại như E. coli với Salmonella hoặc Shigella nhưng tần số tái tổ hợp thấp.

Tải nap (Transduction)

     Định nghĩa: là sự vận chuyển chất liệu di truyền từ vi khuẩn cho nạp vào vi khuẩn nhận nhờ phage.

    Thí nghiệm của Zinder và Lederberg 1952: hai biến chủng Salmonella try’his+ và Salmonella try’his⁺ được tạo ra để phục vụ thí nghiệm này; vì không tự tổng hợp được acid amin hoặc try hoặc his, hai biến chủng này không mọc được trên môi trường tối thiểu. Họ sử dụng một ống nghiệm hình chữ u, giữa 2 nhánh là một màng ngăn có khe hở 0,5p (vi khuẩn Salmonella không đi qua được). Cho mỗi chủng Salmonella vào một nhánh của ống nghiệm hình chữ u và cho phage ; ủ ấm. Sau đó lấy một số mẫu ở mỗi nhánh ra nuôi cấy; kết quả cho thấy có vi khuẩn phát triển trên môi trường tối thiểu với tần suất 10^-4. Điều này chứng tỏ : nhờ phage qua được màng lọc mà alen try⁺ của chủng try⁺his+ được tải sang và nạp vào vi khuẩn nhận try’his⁺ hoặc alen his* của vi khuẩn try his⁺ được tải nạp vào vi khuẩn try’his+  và trở thành try’his+.

Các loại tải nạp:

-  Tải nạp hạn chế và đặc hiệu: một phage nhất định chỉ mang được một gen nhất định từ vi khuẩn cho sang nạp vào vi khuẩn nhận ví dụ phage X chỉ mang gen gal.

- Tải nạp chung: Phage có thể mang bất kỳ một đoạn gen nào của vi khuẩn cho sang nạp vào vi khuẩn nhận, ví dụ phage P22 có thể chuyển những gen khác nhau của Salmonella.

    Tải nạp chung hoàn chỉnh: đoạn gen mang sang được tích hợp vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn nhận qua tái tổ hợp, do đó được nhân lên cùng nhiễm sắc thể và có mặt ở các thế hệ sau.

   Tải nạp chung không hoàn chỉnh: đoạn gen mang sang không được nạp vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn nhận, do đó không cùng được nhân lên và chỉ nằm lại ở một tế bào con khi vi khuẩn phân chia. Đặc tính của gen được mang sang vẫn được biểu hiện ra kiểu hình song chỉ ở một tế bào duy nhất. Hiện tượng này hay gặp hơn tải nạp hoàn chỉnh.