8.普遍性转导.ppt

微生物基因转移 微生物基因的交流 基因重组：是指来自两种不同亲本的DNA分子在同一生物体内经过交换作用产生新的重组DNA分子的现象。 细菌遗传重组的自然机制包括 第一节 接合（Conjugation） ?1946年，Leaderberg和Tatum发现E.coli可以通过结合交换遗传物质。选用两个不同营养缺陷型（auxotroph）的E.coli菌株，A和B。 A菌株，met－bio－，需要在基本培养基上补充甲硫氨酸（met）和生物素（bio）才能生长； B菌株，thr－leu－，需要在基本培养基上补充苏氨酸（thr）和亮氨酸（leu）才能生长。 采用多营养缺陷型是为了防止回复突变干扰试验结果。 U型管试验(见图）????说明：两个菌株间的直接接触是原养型细菌出现的必要条件，这就排除了转化的可能。 1952年，Hages通过实验证明，在结合过程中，遗传物质的转移是单向的。 在结合过程中，到底是什么东西由雄体输入了雌体呢？  Gram-positive: sticky surface molecules Gram-negative（阴性菌）: sex pilus（性菌毛） F因子的特征 携带F因子的菌株称为供体菌或雄性，用F+表示。没有F因子的菌体称为受体菌，又称雌性，用F－表示。 F因子是双链环状DNA，分子量大约是3.5×106，是染色体外遗传物质，是质粒的一种，在分类学上属于附加体（episome）。 它既能以自主状态存在于细胞质中，又能整合到细菌的染色体内。 F小环与主染色体大环之间发生一次交换就可以插入到宿主染色体中。 F因子整合到E.coli染色体上以后，该菌株就成为高频重组株（High frequence recombination ），以Hfr表示。 F+品系称为低频重组（low frequency recombination，Lfr)：F因子转移频率很高，但两者染色体之间重组频率很低，大约是每百万个细胞发生一次重组。 Hfr品系称为高频重组（ high frequency recombination，Hfr）：因为Hfr细胞与F-细胞接合后可以将供体染色体的一部分或全部传递给受体F-，当供体和受体的等位基因带有不同标记时，在她们之间就可以发生重组，重组频率可达到0.01以上。 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。 细菌重组的特点 第五节 F’因子与性导 一 F`因子与F`菌株 整合到细菌中的F因子也可以重新离开染色体，成为独立的环。这个过程是整合的逆过程，称为环出（looping out）。 ?F因子在环出过程中并不是完全准确无误的，往往连同部分染色体片段一同离开。部分染色体DNA与F DNA的杂合环称为F′因子 F`菌株：指带有F`因子的细菌。 F′所携带的细菌DNA片段的大小不等，可以是一个基因，也可以长达细菌染色体的一半。 ?F′因子以极高的频率转移它所携带的基因。 F′因子有极高的自整合率，且整合在一定的座位上，因为它有与细菌染色体同源的区段。F因子整合在染色体上的位点不是固定不变的。 例如，某一Hfr系（stock）的F因子在环出时带走了lac+，当此F’转移到F— lac—以后，受体菌（receptor）成为 F+ lac+的比率很高。但lac位于染色体的远端，在中断杂交试验中，只有1/100的受体成为F+ lac+。这是因为F’携带 lac+ 基因进入受体后使 lac座位成为部分二倍体F’lac+ / lac—，lac+对 lac—是显性，所以部分二倍体的表现型是 lac+ 。 性导的意义：????（1）性导产生部分二倍体，为研究单倍体细菌中等位基因间的显隐性关系提供了可能的途径。????（2）环出时，形成大量的F′因子，不同F′因子可能携带E.coli的不同基因，因此并发性导是建立遗传图谱的重要途径。????（3）性导形成的部分二倍体也可用作互补试验，确定两个突变型是属于同一个顺反子还是属于不同的顺反子。 第六节 转化与转导作图 一、转化(transformation) (一)、细菌转化实验 (二)、转化过程 *(三)、共同转化与遗传图谱绘制 转化现象在细菌中