Kiểu hình và kiểu gene của vi khuẩn
Trong di truyền học vi khuẩn, kiểu gene và kiểu hình được ký hiệu như sau: (i). Kiểu gene: Các gene vi khuẩn được đặt tên bằng cách sử dụng danh pháp di truyền tiêu chuẩn do Demerec đề nghị. Mỗi gene được ký hiệu bằng chữ cái thường in nghiêng, và dấu (+) hay (-) để chỉ có mang hay không mang tính trạng nào đó, hoặc "s" hay "r" để chỉ tính mẫn cảm hay kháng với chất nào đó. (ii) Kiểu hình được ký hiệu bằng ba chữ cái với ký hiệu như kiểu gene nhưng với chữ cái đầu viết hoa.(xem Bảng 1).
Bảng 1 Một số ký hiệu kiểu gene và kiểu hình của di truyền học vi khuẩn
Ký hiệu
Kiểu gene Kiểu hình Mô tả kiểu hình
lac- Lac- Không thể chuyển hoá đường lactose
Không thể chuyển hoá đường maltose mal- Mal-
ara- Ara- Không thể chuyển hoá đường arabinose
tạo
ra thể Không amino acid tryptophan trp- Trp-
thể ra
pro- Pro- tạo Không amino acid proline
thể ra
tạo Không amino acid leucine leu- Leu-
thể tạo ra
bio- Bio- Không vitamin biotin
tonr Tonr Kháng được phage T1
tons Tons Có thể bị lây nhiễm bởi phage T1
được
chất sinh
Kháng kháng streptomycin strr Strr
strs Strs Mẫn cảm với chất sinh kháng
streptomycin
Lập bản đồ với E. coli: các plasmid F' và trắc nghiệm cis-trans
1. Các plasmid F'
Nhân tố F đôi khi bị cắt khỏi DNA của tế bào Hfr bằng cơ chế trao đổi chéo các đoạn tương đồng giống như khi lồng ghép. Tuy nhiên, trong một vài trường hợp. Sự trao đổi chéo xảy ra không thật chính xác - tại đoạn không tương đồng - và vì vậy có thể tạo ra một plasmid mang một phần DNA của nhiễm sắc thể vi khuẩn - đó là plasmid F'.
Bằng cách dùng những nòi Hfr có các điểm khởi đầu truyền gene khác nhau, người ta đã tách được những plasmid F' khác nhau. Những plasmid này có mang các đoạn nhiễm sắc thể của tế bào Hfr ở
dạng lưỡng bội từng phần nên rất có ích cho việc nghiên cứu sự biểu hiện của gene. Người ta ký hiệu kiểu gene của tế bào, ví dụ mang đột biến lac và mẫn cảm với streptomycin, có chứa plasmid F' lac+ như sau: F' flac+flac- strs.
2. Trắc nghiệm bổ sung cis-trans (cis- trans complementation test)
Về nguyên tắc chung của trắc nghiệm (hay phép thử) bổ sung cis-trans, như đã đề cập ở chương 1. Có thể tóm tắt như sau: Hai đột biến khác nhau ảnh hưởng lên cùng một chức năng thì có thể thuộc về trắc nghiệm cis-trans, hay phép thử bổ sung, để xác định xem liệu chúng xảy ra trong cùng gene hay trong các gene khác nhau. Trong phép thử này, hai gene đột biến được cung cấp cho cùng tế bào ở dạng trans (trên các nhiễm sắc thể riêng
biệt). Nếu như các đột biến bổ sung bù trừ cho nhau để cho chức năng kiểu dại, chúng có thể nằm trong các gene riêng biệt. Nếu như các đột biến không bổ sung được cho nhau, chứng tỏ chúng ảnh hưởng cùng một gene như nhau.
Các thể đột biến của vi khuẩn
Để phân tích di truyền ở vi khuẩn thường dùng các thể đột biến sau :
(i) Đột biến khuyết dưỡng (auxotroph): Các thể đột biến không có khả năng tổng hợp chất cần thiết như kiểu dại (hay thể nguyên dưỡng, prototroph) và do đó, không sinh trưởng được nếu không thêm vào môi trường chất dinh dưỡng đó. Ví dụ, thể đột biến khuyết dưỡng methionin không sống được trên môi trường chỉ chứa muối vô cơ (môi trường tối thiểu,
thêm
minimal medium) nhưng nếu methionin vào thì nó sống được.
trường
(ii) Đột biến kháng chất kháng sinh: Những đột biến này có thể sinh trưởng được khi có chất kháng sinh trong môi (str) hay trường, như streptomycin tetracyclin (tet). Ví dụ, tế bào mẫn cảm với streptomycin (Strs)là kiểu dại và có trên môi không mọc streptomycin nhưng những thể đột biến kháng streptomycin (Strr) lại mọc được.
(iii) Đột biến nguồn carbon: Các thể đột biến này không sử dụng được một cơ chất nào đó làm nguồn năng lượng hay nguồn cung cấp carbon. Ví dụ, thể đột biến lac- không sử dụng đường lactose.
Môi trường mà trên đó mọi vi khuẩn đều mọc được được gọi là môi trường không
chọn lọc. Nếu môi trường chỉ cho một kiểu tế bào mọc được, thì gọi là môi trường chọn lọc. Ví dụ, môi trường chứa streptomycin là chọn lọc cho thể đột biến Strr và môi trường tối thiểu chứa lactose là chọn lọc cho Lac+. Để lai vi khuẩn người ta trộn hai thể đột biến khuyết dưỡng khác nhau với nhau, chẳng hạn a b c d+ e+ f+ và a+ b+ c+ d e f, rồi đem cấy hỗn hợp lai lên môi trường tối thiểu, các tế bào nào mọc được trên môi trường này chính là các tế bào lai nguyên dưỡng (a+ b+ c+ d+ e+ f+).
