細(xì)菌的遺傳分析-2

哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析第四章細(xì)菌的遺傳分析哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析1.

F'因子

阿德伯格(Adelberg)和伯恩斯(Burns)[1959]：F因子偶爾在環(huán)出時(shí)不夠準(zhǔn)確，會(huì)攜帶出染色體上的一些基因，這種因子稱為F'因子。

F'因子攜帶染色體的節(jié)段大?。簭囊粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)基因到半個(gè)細(xì)菌染色體。(六)、F'

因子與性導(dǎo)哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析⑴.

F'因子轉(zhuǎn)移基因頻率極高，如同F(xiàn)因子轉(zhuǎn)移頻率；⑵.F'因子攜帶與細(xì)菌染色體一樣的同源區(qū)段，自然整合率極高，并且整合在一定的座位上，而正常F因子可在不同座位整合。(3).整合過(guò)程可逆，即可通過(guò)環(huán)出，完整的F因子重新離開(kāi)染色體。F'因子的特點(diǎn)：哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析性導(dǎo)：指接合時(shí)由F'因子所攜帶的外源DNA整合到細(xì)菌染色體的過(guò)程。2.

性導(dǎo)哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析雅各布(Jacob)和阿德伯格(Adelberg)發(fā)現(xiàn)：特殊的Hfr菌株能把lac+

等位基因高頻率地轉(zhuǎn)移到F-lac-受體中(lac基因位于遠(yuǎn)端，中斷雜交實(shí)驗(yàn)中只有1/1000重組率)；原因：由F'攜帶lac+

基因進(jìn)入受體后可在lac位點(diǎn)上形成部分二倍體F'

lac+/lac-。2.

性導(dǎo)哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析性導(dǎo)在大腸桿菌遺傳研究中的作用：①.分離出大量F'因子（每個(gè)F'因子攜帶有不同大腸桿菌基因）è

利用不同基因在一起的并發(fā)性導(dǎo)的頻率來(lái)作圖；②.性導(dǎo)形成的部分二倍體可用作互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)

è

確定兩個(gè)突變類型是否屬于同一個(gè)基因。③.通過(guò)性導(dǎo)產(chǎn)生部分二倍體è

確定等位基因的顯隱性關(guān)系；哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析接合哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析四、E.coli的轉(zhuǎn)化哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析(一)、轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)概念：某些細(xì)菌通過(guò)其細(xì)胞膜攝取周圍供體的染色體片段，將此外源DNA片段通過(guò)重組整合到自己染色體的過(guò)程。1928年，格里菲斯（GriffithF.）在肺炎雙球菌中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。1944年，艾弗里（AveryO.T.）進(jìn)行肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)；證實(shí)遺傳物質(zhì)是DNA；轉(zhuǎn)化是細(xì)菌交換基因的方法之一。哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析1.受體細(xì)胞處于感受態(tài)

感受態(tài)：指細(xì)菌能夠從周圍環(huán)境吸收DNA分子的生理狀態(tài)；2.供體DNA與受體細(xì)胞結(jié)合(可逆)結(jié)合發(fā)生在受體細(xì)胞特定部位(結(jié)合點(diǎn))；對(duì)供體DNA片段有一定要求(不大于20000個(gè)核苷酸對(duì)）；3.DNA攝取(不可逆)當(dāng)細(xì)菌結(jié)合點(diǎn)飽和之后，細(xì)菌開(kāi)始攝取外源DNA；一條DNA單鏈進(jìn)入細(xì)胞，另一條鏈在膜上降解；(二)、轉(zhuǎn)化過(guò)程哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析5.整合(重組)4.聯(lián)會(huì)

同源位點(diǎn)配對(duì)，親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，聯(lián)會(huì)越機(jī)率小、轉(zhuǎn)化的可能性越小。

是指單鏈的轉(zhuǎn)化DNA與受體DNA對(duì)應(yīng)位點(diǎn)的置換穩(wěn)定地進(jìn)入到受體DNA。對(duì)同源DNA具有特異性。異源DNA，視親緣關(guān)系遠(yuǎn)近也可發(fā)生不同頻率整合。哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析(三)、轉(zhuǎn)化作圖萊德伯格等用枯草桿菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化和重組試驗(yàn)：

DNA片段與受體染色體重組，緊密連鎖的兩個(gè)基因有較多的機(jī)會(huì)同時(shí)整合到受體染色體中。哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析單交換時(shí)，染色體開(kāi)環(huán)易降解，故不存在單交換類型；只有雙交換和偶數(shù)的多交換才有效。哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析五、E.coli

的轉(zhuǎn)導(dǎo)哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析萊德伯格與津德（1951）：2.轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)兩個(gè)沙門氏菌的營(yíng)養(yǎng)缺陷型進(jìn)行雜交(一)、轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)

1.概念：指以噬菌體為媒介進(jìn)行的細(xì)菌遺傳物質(zhì)重組。哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析產(chǎn)生上述結(jié)果的原因:

③.是否屬于回復(fù)突變?高頻率出現(xiàn)不可能是回復(fù)突變。①.是否屬于接合?戴維斯U型管試驗(yàn)(防止細(xì)胞直接接觸)è

也獲得野生型重組體，排除由于接合或性導(dǎo)而產(chǎn)生基因重組可能性。②.是否屬于轉(zhuǎn)化?結(jié)果表現(xiàn)為不受DNA酶的影響，排除了由于DNA片斷通過(guò)濾片經(jīng)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)基因重組可能性。哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析唯一可能的結(jié)論是：這種重組通過(guò)一種過(guò)濾性因子實(shí)現(xiàn)。這種過(guò)濾性因子稱為FA，不受DNA酶的影響。后來(lái)的研究表明：FA為噬菌體P22（溶源性）。哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析具體過(guò)程如下：（1）噬菌體侵染細(xì)菌。（2）噬菌體DNA破壞細(xì)菌染色體并合成自己DNA與外殼。（3）新噬菌體包裝：偶爾將細(xì)菌染色體片段也包裝進(jìn)去成為“假噬菌體”并和真噬菌體一起釋放出來(lái)。（4）“假噬菌體”和真噬菌體一樣可再侵染細(xì)菌，其中“假噬菌體”侵染時(shí)，就將外來(lái)的細(xì)菌基因注入，經(jīng)過(guò)基因重組改變遺傳性狀，完成轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程。3.轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)制哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析(二)、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與作圖1.特征：可隨機(jī)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌染色體組的任何部分錯(cuò)誤包裝1/1000機(jī)率轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒(假噬菌體)同源重組哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖原理：如果兩個(gè)基因一起轉(zhuǎn)導(dǎo)或同時(shí)轉(zhuǎn)導(dǎo)（共轉(zhuǎn)導(dǎo)或并發(fā)轉(zhuǎn)導(dǎo)）頻率較高，那么證明兩基因連鎖，而且頻率越高，則兩基因距離越近。如：a基因和b基因共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率高，a和c共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率也高，b和c共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率低，則3個(gè)基因順序?yàn)閎-a-c哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析共由以上公式可知：轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA的平均長(zhǎng)度約為１個(gè)病毒基因組的大??；通過(guò)試驗(yàn)測(cè)知兩個(gè)基因的共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率，就可估算出兩個(gè)基因間的物理距離。共轉(zhuǎn)導(dǎo)哈工大-遺傳學(xué)第四章細(xì)菌的遺傳分析3.流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)

普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)中，在基本培養(yǎng)基上除了出現(xiàn)正常菌落外，還有大量小菌落，這兩者之比大約1:10，這一現(xiàn)象稱為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)(abortivetransduction)原因：供體野生型基因只有10%重組入受體染色體中，90%的未重組細(xì)胞分裂時(shí)，只有一個(gè)細(xì)胞得到這一基因，呈單線傳遞。凡沒(méi)有得到這一基因的細(xì)胞不能合成相應(yīng)的酶，但仍含有母細(xì)胞中殘留的酶，可供這些細(xì)胞分裂一兩次，所有這些細(xì)胞將形成小菌落，稱為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)型。哈工大-遺傳學(xué)第四章