第八章微生物遗传.pptx

第八章 微生物遗传;; 生物的各项生命活动都有它的物质基础。 生物遗传的物质基础是什么呢？; 根据现代细胞学和遗传学的研究得知，控制生物性状的主要遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA）。;8.1 遗传的物质基础;1. 转化实验(transformation);１.将无毒的RⅡ菌注入，小鼠不死，分离到RⅡ菌;３.将加热杀死（６５℃）的S Ⅲ 菌注入，小鼠不死，分离不到S Ⅲ 菌;分析：这些活的有毒型细菌是怎么来的呢？ ; 但是，转变是怎么产生的呢？分明是活的无毒型细菌受到了死的有毒型细菌的影响，因为它们是一起注入小家鼠体内的。;1944年，美国的生物学家艾弗里（Avery）、 麻克里奥（C.M.Macleod）和麦卡第（M.J.McCarty）合作，在格里菲思的肺炎双球菌转化实验的基础上进行了细致的工作 。;2. T2噬菌体的感染实验;二、RNA作为遗传物质 1956年，烟草花叶病毒的拆分与重建实验。实验的过程： 1、用表面活性剂处理标准TMV，得到它的蛋白质； 通过弱碱处理TMV的变种HR（外壳蛋白的氨基酸组成与标准株存在2－3个氨基酸的差别）得到它的RNA； 2、通过重建获得杂种病毒；（标准TMV抗血清使杂种病毒失活，HR抗血清不使它失 活，证实杂种病毒的蛋白质外壳是来自TMV标准株；） 3、杂种病毒感染烟草产生HR特有的病斑，说明杂种病毒的感染　　　 特性是由HR的RNA所决定，而非二者的融合； 4、从病斑中一再分离得到的子代病毒的蛋白质外壳是HR蛋白质，　　　 而不是标准株的蛋白质外壳。;8.2 微生物基因组;微生物与人类基因组计划;;;双链环状的DNA分子，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式存在于细胞中，该小体称为拟核，其中结合有类组蛋白蛋白质和少量RNA分子，使其压缩成一种手脚架形的致密结构（4.7×106 bp）。 1997年，Wisconsin大学的Blattner等人完成了大肠杆菌基因组的测序。　　　　　　;① 连续基因：按genome推测基因数目和实际得到的几乎一致。一般不含内含子，遗传信息是连续的而不是中断的。 ;③结构基因单拷贝，rRNA基因多拷贝。如大肠杆菌有7个rRNA操纵子，且多位于DNA的双向复制起点附近。 　 优点：短时间内大量合成核糖体。 ④ 重复序列少而短。 原核基因组存在一定数量的 重复序列，一般比较短，为4-40个碱基。 ;1996年完成基因组测序，证实了1977年由Woese等人提出的三届学说。 特点： ① 基因结构类似于真细菌（环形染色体，含操纵子结构，有多个rRNA、tRNA基因，无内含子） ② 负责信息传递功能的基因类似真核生物（尤其是转录起始系统）（启动子的位置与结构TATAbox位于起始位点上游25－30bp处；RNA聚合酶类似于真核生物RNA聚Ⅱ、Ⅲ；翻译延伸因子EF－Ia、EF-2与真核生物相似。） 总之，只有40%序列与真细菌、真核生物有同源性。　;　 1997年完成测序，13.5×106 bp，共16条染色体。 　 特点： 　（1）不连续基因：基因之间有间隔区，内部有内含子。 　（2）不形成操纵子； 　（3）高度重复基因 　　　 ① 同源性DNA重复序列（遗传丰余） 　　　 ② tRNA ，4-30个/chr， 250copier 。 　　　 ③ rRNA ，XⅡ染色体近端粒处，100－200copy。;;8.3 质粒与转座因子;3、质粒的性质和主要类型 质粒相对持家基因而言为非必需基因，只是在某些条件下，质粒能赋予宿主细胞以特殊的机能；可随细胞分裂恒定地传给子代。;（1）F因子（fertility factor）;③ 类型： F+ 、 F－ 、Hfr(高频重组菌株）、F′（携带不同基因的F因子或带有F′的菌株。） ④ F因子又称为附加体（episome）： 　 既可以游离态（ F′ ），又可以整合态（Hfr）存在（与　　 核染色体整合与脱离的功能）。 ⑤ F因子存在：除E.coli等肠道细菌外，还存在于Neissevia　 　（奈球菌）、Streptococus（链球菌）、 Haemophzyus（嗜血　 杆菌属）等。;（2）R因子(resistance factor);由相连的两个DNA片段组成。即 RTF 抗性转移因子(11x106Da）与 抗性决定质粒（几百万直至100x106Da，如Amp、 Pen、Cam、 Str、Kan和Sul等基因） 在痢疾杆菌、沙门氏杆菌、弧菌及芽孢杆菌及萄葡球菌等属中均存在之。;R plasmid;（3）Col质粒;Col质粒可编码一种细菌蛋白，使持家基因不受大肠杆菌素的伤害。 ;毒性质