原核生物遺傳分析ppt課件

1、第六章 病毒與原核生物的遺傳學(xué)分析優(yōu)點：生活周期短單倍體，無顯隱性關(guān)系研討方法簡單靈敏度高第一節(jié) 噬菌體病毒的遺傳學(xué)分析一、噬菌體的根本特征溫暖噬菌體烈性噬菌體二、噬菌體雜交與基因定位噬菌體的雜交方法：混合感染復(fù)感染、雙重感染 重組合重組頻率= x 100% 重組合+親組合例： 1955年 Kaiser 的噬菌體實驗 + + + x s mi co1 雜交 s：小噬菌斑，mi：微小噬菌斑，co1：中央渾濁小點的噬菌斑。 類型數(shù)目合計百分比 s-co1co1-mi s-mi+ + +s co1 mi975724189990.8s + + co1 mi3032622.9 s co1 + + mi6

2、1511125.3 s + mi+ co1 +513180.86 合計2091 3.76 6.16 8.2作圖： 3.76 6.16 s co1 mi 8.2 + 2 x 0.86=9.92 第二節(jié) 細菌雜交與基因定位一、E. coli 的性因子F因子性因子、致育因子：1946年J. Lederberg 在大腸桿菌中有雜交景象，并進一步發(fā)現(xiàn)了性因子F。F因子共有15個基因，3 .5 x 106道爾頓， 6 x 104bpF+：含有F因子的細胞菌株，具有性傘毛接合管F-：不含F(xiàn)因子的細胞菌株2、F因子與性導(dǎo)附加體：具能游離于染色體外而獨立存在，又可重組于染色體上的遺傳因子稱為附加體。 F因子是一

3、種附加體。當F因子從染色體上切離時，能夠發(fā)生不準確切離而帶有宿主的部分基因，這種游離的F因子稱為F因子。 F因子的轉(zhuǎn)移可以導(dǎo)致F因子上宿主基因的轉(zhuǎn)移。3、Hfr菌株當F因子重組在宿主細胞染色體上時，F(xiàn)因子依然可以發(fā)生轉(zhuǎn)移，此時的轉(zhuǎn)移可推進宿主基因的轉(zhuǎn)移，因此這種菌株稱為高頻重組菌株high frequence of recombination, Hfr)F因子推進染色體的轉(zhuǎn)移是以F因子的一端開場，沿F因子所處位置的相反方向進展轉(zhuǎn)移，F(xiàn)因子最后才轉(zhuǎn)移。所以染色體在F因子的推進下發(fā)生的轉(zhuǎn)移具有一定的方向和順序。二、中斷雜交與基因定位1954年利用Hfr菌株的染色體轉(zhuǎn)移特征方向性和順序性，進展了E.

4、coli染色體的基因定位。Hfr: thr+ leu+ Azs T1s lac+ gal+ strs供體F-: thr- leu- Azr T1r lac- gal- strr 受體讓兩種細胞混合，37水浴一定時間后取樣，組織搗碎機中斷雜交，而后涂布在含Str的根本培育基上，調(diào)查供體基因在受體細胞出現(xiàn)的時間及順序基因轉(zhuǎn)移的時間及順序。概念：選擇性標志與反選擇性標志8 8.5 9 11 18 25 thr leu Az T1 lac gal三、非中斷雜交與基因定位重組作圖 利用F因子可以推進染色體到受體細胞中的特點，將要調(diào)查的基因全部轉(zhuǎn)移到受體細胞中，然后調(diào)查各種基因型出現(xiàn)的頻率，根據(jù)重組值計算

5、公式計算重組值，進展作圖。為保證要調(diào)查的基因全部轉(zhuǎn)移到受體細胞中，選擇性標志必需處于轉(zhuǎn)移的末斷。細菌基因重組的特征：與真核生物相比，原核生物的基因重組有兩個特征，一是必需發(fā)生偶數(shù)次交換，細菌細胞才可存活；二是由于染色體不完好或選擇培育的關(guān)系，野生的重組子才可存活，所以相反的重組子不出現(xiàn)。四、E.coli的染色體圖E.coli的基因定位主要以中斷雜交的方法進展的，所以E.coli的染色體圖是以分鐘作單位的。第三節(jié) 細菌轉(zhuǎn)化與基因定位一、細菌的遺傳轉(zhuǎn)化1928年Griffith發(fā)現(xiàn)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。1944年Avery證實轉(zhuǎn)化因子是DNA。轉(zhuǎn)化（transformation)：外源DNA通過細

6、胞吸收過程進入細胞，并使其發(fā)生遺傳改變的過程。感受態(tài)（competence)：細胞具有吸收外源DNA能力的生理狀態(tài)。有些細菌在生長過程中會自發(fā)地產(chǎn)生感受態(tài)，如肺炎雙球菌，枯草桿菌等；有些細菌不會自發(fā)地產(chǎn)生感受態(tài)，必需經(jīng)特殊處理才可產(chǎn)生感受態(tài)，如大腸桿菌。1928年Griffith 的實驗遺傳轉(zhuǎn)化的機理二、基因定位 遺傳轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子普通在1000020000bp之間，因此當兩個基因連鎖留意：這里的連鎖與真核生物的連鎖不完全一樣,他們被同時轉(zhuǎn)化共轉(zhuǎn)化的頻率要遠高于不連鎖的基因。利用共轉(zhuǎn)化的特點，可以對連鎖的基因進展基因定位。例：Nester利用枯草桿菌trp2+ his2+ tyr1+ DNA為

7、供體，對trp2- his2- tyr1- 進展轉(zhuǎn)化。第三節(jié)細菌轉(zhuǎn)導(dǎo)與基因定位年，Lederberg & Zinder在進展型管實驗時發(fā)現(xiàn)。轉(zhuǎn)導(dǎo)transduction):利用噬菌體病毒為媒介，將一個細胞供體的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一個細胞受體中去的過程。一、普通性普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)指供體細胞一切基因具有同等時機被進展轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程。通常可以進展普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的噬菌體是烈性噬菌體，他們感染細菌細胞后，在細胞內(nèi)復(fù)制，最后導(dǎo)致細胞裂解。在裂解過程中，供體細胞降解。噬菌體包裝時能夠以很低的頻率發(fā)生錯誤而將供體細胞誤為噬菌體本身進展包裝。當這個噬菌體感染另一個細胞受體，從而將供體轉(zhuǎn)移到受體細胞中，完成轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。利用

8、轉(zhuǎn)導(dǎo)景象可以進展基因定位。噬菌體包裝供體時，要求片段的大小必需與噬菌體大小相當，才可進展包裝。因此當兩個基因連鎖時，這兩個基因被同時轉(zhuǎn)導(dǎo)共轉(zhuǎn)導(dǎo)、并發(fā)轉(zhuǎn)導(dǎo)的能夠性比不連鎖基因大得多。因此利用共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率的大小可以進展基因定位。 x=(1-d/L)3 或d=L(1-3 x)x:兩基因的共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率；d:兩基因間的物理間隔，單位與一樣。L:轉(zhuǎn)導(dǎo)的平均長度，即轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體大小。例：轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體P1,基因組大小為kb。供體：E. coli supC+ trpA+ pyrF+受體：E.coli supC- trpA- pyrF-以supC為選擇性標志結(jié)果： 1.supC+ trpA+ pyrF+ 2.supC+ trpA+ pyrF- 3.supC+ trpA- pyrF+ 4.supC+ trpA- pyrF- 453 順序：根據(jù)3知基因的順序為supCtrpApyrF間隔：supCtrpA共轉(zhuǎn)導(dǎo)類型是和，頻率是.，間隔為.6kb。supCpyrF共轉(zhuǎn)導(dǎo)類型是和3，頻率是.，間隔為.7kb。 根據(jù)E. coli染色體全長.xbp推算，每分鐘長度約kb。因此上述間隔分別為分