20微生物遗传学2.ppt

微生物遗传学的几个基本概念 核酸是遗传物质基础的三个经典实验原理 质粒、质粒分离及质粒分类举例 基因及其突变的基本定义 营养缺陷型 抗性突变型 条件致死突变型 形态突变型 抗原突变型 产量突变型 第四节 基因突变的机制 方法步骤 1．菌株鉴定 用于测试的菌株，需经基因型和生物学性状鉴定，符合要求才能投入使用。 菌种：TA97、TA98、TA100和TA102 鉴定项目：（1）脂多糖屏障丢失  （2）R因子  （3）紫外线损伤修复缺陷  （4）自发回变 （5）回变特性——诊断性试验 应用： 1．斑点试验只局限于能在琼脂上扩散的化学物质，大多数多环芳烃和难溶于水的化学物质均不适宜用此法。此法敏感性较差，主要是一种定性试验，适用于快速筛选大量受试化合物。 2．平板掺入试验可定量测试样品致突变性的强弱。此法较斑点试验敏感，获阳性结果所需的剂量较低。点试获阳性结果的浓度用于掺入试验（每皿0.1ml），往往出现抑（杀）菌作用。 3．致变作用迟缓或有抑菌作用的试样，培养时间延长至72h。 4．挥发性的液体和气体试样，可用干燥器内试验法进行测试。 5．目前，Ames试验作为检测环境诱变剂的一组试验中的首选试验，广泛应用于致突变化学物的初筛。但是，与今天快信息、高效率的社会要求相比，该试验程序还嫌繁琐，方法不够简便，有待于创建新的更为快速灵敏、简单易行的环境诱变剂短期生物测试法。 用途：广泛用于检测环境和食品中是否存在化学致癌物。 特点：快速、准确、费用廉价 三、DNA损伤的修复 除了DNA聚合酶进行校正外，还通过几种不同的机制进行DNA的修复： (1) 光复活作用 (2) 切除修复 (3) 重组修复 (4) SOS修复 (4) SOS修复 这是在DNA分子受到较大范围的重大损伤时诱导产生的一种应急反应。涉及几个基因：recA、lexA、uvrA、uvrB、uvrC的共同作用。 此外，经紫外线照射的大肠杆菌还可能诱导产生一种称为错误倾向（error-prone）的DNA聚合酶，催化空缺部位的DNA修复合成，但由于它们识别碱基的精确度低，所以容易造成复制的差错，这是一种以提高突变率来换取生命存活的修复，又称错误倾向的SOS修复。 (4) 转座的过程： 插入突变 (基因失活和极性作用) 染色体畸变(染色体的缺失\重复和倒位) (5) 转座的遗传学效应： 二、诱变及化学致癌物质的检测——Ames试验 “生物化学统一性”法则： 人和细菌在DNA的结构及特性方面是一致的，能使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的DNA，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的后果。 Ames试验的依据 诱变剂的共性原则： 化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比。 回复突变(reverse mutation或back mutation)： 突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变 得到恢复，这种第二次突变称为回复突变。 美国加利福尼亚大学的Bruce Ames教授于1966年发明， 因此称为Ames试验 标准菌株要求： 检测鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhmurium) 组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变率（为了增加试验的敏感性，该菌株还应包括另外两个突变，一个是造成细胞表面透性增加的深度粗糙突变型，另一个是丧失切除修复能力的缺失型）。 Ames试验 斑点试验和平板掺入试验 紫外线诱变时必须在暗室、红光下进行 （1）光复活作用（photoreactivation） 可见光可大大降低经紫外线照射后微生物死亡率的现象。 机理： 经UV照射后带有嘧啶二聚体的DNA分子，在黑暗中会和一种光激活酶——光解酶结合，形成酶‐DNA复合物，该复合物暴露在可见光下时，光解酶会因获得光能而被激活，并使二聚体重新分解成单体，光解酶也从复合物中释放出来，再结合到其它二聚体上。 这种修复机制不是移去和取代核苷酸，而是胸腺嘧啶二聚体直接被修复，所以是一种无错误的修复。 （2）切除修复（excision repair，又称暗修复） 一种普遍的修复系统。能移去胸腺嘧啶二聚体和修复大多数引起的DNA扭曲损伤。该修复系统不需要可见光，通过酶切作用移去损伤的碱基（包括损伤位点附近的一些碱基），随后合成一段正常DNA链。