细菌的遗传分析.ppt

第六章 细菌的遗传分析 真核生物基因分离、自由组合及连锁交换均通过有性过程(减数分裂——受精)实现。细菌和病毒均属于原核生物不存在严格意义上的有性过程。 第一节 细菌的细胞和染色体 一、细菌细胞 细胞比较小，仅含有1-2条染色体，每条附着在细胞膜上的一定区域，无核膜，称拟核。细菌每20分钟繁殖一代 二、细菌染色体 大都是双链DNA环状结构，长度从25~35000不等，裸露，无蛋白质结合，也不形成核小体，所以其染色体的显著特点是：易于接受带有相同或不同物种的基因或DNA片段的插入。 大肠杆菌染色体DNA以折叠或螺旋状态存在，且依赖于RNA分子的作用。 第二节 大肠杆菌的突变型及筛选 一、大肠杆菌的突变类型 （一）合成代谢功能的突变型（anabolic functional mutants) : 合成代谢功能(anabolic function):野生型（原养型）品系在基本培养基上具有合成所有代谢和生长所必须的复杂有机物的功能。 营养缺陷型：一个必需的基因发生了突变不能进行一个特定的生化反应，从而阻碍整个合成代谢功能的实现。 条件致死突变 影印培养法： 2. 表型的写法 二、酵母菌基因的统一写法 四、细菌中常用的基因符号 第三节 大肠杆菌的性别 传统上将这部分内容放在细菌的接合（conjugation）一节。 一、大肠杆菌性别的发现 （1）Lederberg-Tatum实验 ② 实验过程 ③ 对实验结果的解释 2.对Lederberg-Tatum实验解释的质疑 4. Bernard Davis实验的支持 5.杂交菌株的作用的区分 （2）实验推论 （3）Hayes的意外 （4）Hayes对意外的A菌株的“修理” （5） Hayes等对“雄性”细菌和“雌性”细菌的解释 6. F因子的实质(04D,3,31) F factor的几个特点 （3）F因子的组成 ② 自主复制区 7. F因子传递 8. 高频重组菌株（Hfr） 9. 高频重组与F因子的关系 （2）Hfr的形成 （3）Hfr的传递 （4）Hfr重组频率高于F因子的原因 F+传递A基因的频率10-7 Hfr传递A基因 第四节 中断杂交与重组作图 一、中断杂交实验原理 基因从Hfr 细胞按次序转入F-细胞，可根据基因进入F-细胞的时间和次序制作基因图谱。 Wollman和Jacob于1954年在大肠杆菌中曾进行了以下杂交实验： Hfr：thr+leu+azsTislac+gal+strs× F-:thr-leu-azrTirlac-gal-strr把接合中的细菌在不同时间取样，并把样品猛烈搅拌以中断接合中的细菌，然后分析受体菌的基因型，这是在大肠杆菌等细菌中用来测定基因位置的一种方法。 Wollman 和 Jacob想了解Hfr品系在杂交时，什么时候把基因转移给F－细菌，他们把两个品系进行杂交 ??? 问题1： 如何确定基因转移的顺序和时间? 混合培养液进行通气培养，每隔一定时间取样，把菌液放入搅拌器内搅动以打断配对的接合管，使接合的细胞分开以中断杂交然后检查某一基因是否发生重组。 问题2：如何检出某一基因的重组子? 把中断杂交的细菌放在完全培养基上培养，显然供体、受体菌都能生长。影响检别，我们只需要把发生重组的重组子检出。这就必须有一个可供选择用的供体标记基因。这样可以认出重组子，如在基本培养基中培养选择thr + leu+重组子。这时thr+leu+为标记基因，可排除受体菌株，但供体菌还能继续存在。为了不选择供体细胞本身，供体细菌也应该带有一个特殊的标记，能使自己不被选择。例如供体菌对链霉素敏感，这样当结合体在含有链霉素的培养基上生长时，供体菌株就被杀死了。 因此，把中断杂交的细菌稀释接种到含有链霉素的基本培养基上，如能形成菌落，它的基因型必定是thr+leu+strr。因为只有这种重组子才能生长。并说明供体thr+和leu+已进入受体并发生重组。我们称在供体菌中被选择的基因thr+和leu+为选择标记，而始终不被选择的strs为反选择标记基因，而那些还没有进行选择检定的基因为非选择标记。 问题3：在发生重组的菌落中，如何检别非选择标记基因。 对每一时刻的重组thr+leu+strr的菌落影印培养接种到不同的培养基上（如乳糖lac++ 伊红→红，gal++ 美兰→红色）。记录重组子中每一非选择标记出现的时间、出现的频率和持续时间，得右图（Hfr的非选择标记基因进入F-所需的时间，以及根据非选择标记在各个时间出现的频率作图）。 从图中可以看到，从Hfr菌株的基因在F-细菌中出现的开始，随着时间的增加，具有这一基因的菌落逐渐增加，直到某一频率为止。而且某一基因出现的时间愈早，它