Vật liệu di truyền (tiếng Anh là genetic material) để chỉ các đại phân tử đóng vai trò lưu giữ và truyền thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào, hoặc thế hệ cơ thể. Ở cấp độ tế bào, vật liệu di truyền là các nhiễm sắc thể (chromosome). Còn ở cấp độ phân tử thì đó là các phân tử DNA. | Bài 3 VẬT LIỆU DI TRUYỀN Mở đầu: Lý thuyết trung tâm và di truyền phân tử (Crick, 1958) Chứng minh nucleic acid là vật liệu di truyền °Thí nghiệm của Griffith (1928) Griffith (1928) lần đầu tiên nghiên cứu về biến nạp (transformation) ở 2 dạng Streptococcus pneumoniae: S (smooth) và R (rough). S gây viêm phổi ở chuột, R thì không. Đột biến S R xảy ra trong ~ 10 phút. S có vỏ polysaccharide (khuẩn lạc mọc trên thạch có dạng trơn láng). R mất khả năng tạo vỏ, mất khả năng gây bệnh (khuẩn lạc gồ ghề). Các nòi S. pneumoniae được phân biệt dựa vào bản chất polysaccharide: IIS, IIR, IIIS, IIIR,. Vỏ polysaccharide giúp S chống lại hệ thống miễn dịch của tế bào chủ. Kết quả thí nghiệm: ° Chích S vào chuột: chuột chết ° R: chuột không chết ° R + S (nhiệt): chuột chết ° S (nhiệt): chuột không chết. Kết quả quan trọng: Khi chích IIR sống + IIIS (bị giết bởi nhiệt), vi khuẩn được cô lập từ chuột bệnh luôn luôn là IIIS. IIR sống + IIIS chết ® IIIS sống Kiểu II chưa bao giờ đột biến thành kiểu III. Griffith kết luận: IIR nhận thông tin di truyền mới để tạo polysaccharide kiểu III, không có đột biến, chỉ có sự biến nạp, tức sự xen một “yếu tố biến nạp” từ IIIS vào IIR. “Yếu tố biến nạp” đó được Avery (1944) chứng minh là DNA. Thí nghiệm của Hershey và Chase (1952) chứng minh: DNA là vật liệu di truyền của bacteriophage T2. T2: DNA + protein vỏ, = “ống tiêm phân tử” bơm DNA vào tế bào vi khuẩn và tái tạo phage mới. Thí nghiệm với đồng vị phóng xạ: 35S đánh dấu protein 32P đánh dấu DNA của T2. Nuôi T2 + E. coli với 35S protein phage* Nuôi T2 + E. coli với 32P DNA phage* Nuôi T2* + E. coli: (1) T2* + E. coli (không *) (2) Dùng máy trộn tách rời vỏ protein phage (3) Ly tâm: vi khuẩn lắng, phage nổi (4) So sánh phóng xạ: °T2 + 35S-protein: phần lỏng* °T2 + 32P-DNA phần trầm hiện * Đặt vi khuẩn của phần trầm hiện trong môi trường lỏng, chúng bị phân giải và phóng thích phage chứa 32P-DNA. Kết luận: Chỉ có DNA phage vào tế bào chủ, điều khiển sự tạo nhiều DNA và protein phage, và tạo nhiều phage mới. Thí nghiệm của Fraenkel-Conrat và Singer (1957) Ở Virus thể khảm thuốc lá (TMV, tobacco mosaic virus): thông tin di truyền trong RNA. TMV: sợi đơn RNA + vỏ protein, có dạng trụ dài dưới kính hiển vi điện tử. Dùng 2 nòi TMV khác nhau bởi protein vỏ. Tách protein vỏ khỏi RNA nhờ xử lý phenol. Tạo các tổ hợp virus mới. Nhiễm các virus mới vào cây thuốc lá: virus con cháu luôn luôn chứa RNA và protein tương ứng. Kết luận: Nucleic acid (RNA ở TMV), không phải protein, là vật liệu mang thông tin di truyền. Chứng minh DNA là vật liệu di truyền ở mọi eukaryote: - Mỗi tế bào cơ thể 2n chứa cùng lượng DNA, giao tử n chứa đúng phân nửa lượng nầy. - Các tác nhân gây đột biến (vật lý & hóa học) cũng gây biến đổi DNA. [Tia 260nm (được DNA hấp thu) gây đột biến mạnh hơn tia 280nm (được protein hấp thu)]. Cấu trúc của các phân tử nucleic acid
