基礎(chǔ)微生物學(xué)44課件

[-][-][-]Try-his+Try+his-Try+his+混合培養(yǎng)AB三、轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）J.Lederberg等（1952）在Salmonellatyphimurium（鼠傷寒沙門氏菌）中發(fā)現(xiàn)的。1.轉(zhuǎn)導(dǎo)及其發(fā)現(xiàn)AB[-][-]Try+his+Try-his+Try+his-定義：以溫和噬菌體為媒介，將供體細(xì)胞的DNA片段攜帶到受體細(xì)胞中，通過交換與整合，從而使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)。獲得新遺傳性狀的受體細(xì)胞，稱轉(zhuǎn)導(dǎo)子。2.轉(zhuǎn)導(dǎo)的種類完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)（1）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（generalizedtransduction）過程：P22在供體菌內(nèi)增殖時，宿主的核染色體組斷裂，待噬菌體成熟與包裝之際，極少數(shù)（10–6~10–8）噬菌體的衣殼將與噬菌體頭部核心大小相似的一段供體DNA片段誤包入其中，形成了一個完全不含噬菌體自身DNA的缺陷噬菌體。供體菌裂解時，如把少量裂解物與大量受體菌群體相混，使其感染復(fù)數(shù)（m.o.i）<1，這種完全缺陷噬菌體就會將這一外源DNA片段導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)。在這種情況下，由于一個受體細(xì)胞只感染了一個完全缺陷噬菌體，故受體細(xì)胞不會發(fā)生往常的溶原化，也不顯示其免疫性，更不會裂解和產(chǎn)生正常的噬菌體；而由于導(dǎo)入的外源DNA片段可與受體細(xì)胞核染色體組上的同源區(qū)段配對，在通過雙交換而整合到受體菌染色體組中，所以使后者成為一個遺傳性狀穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子。感染復(fù)數(shù)（m.o.i，multiplicityofinfection）:感染復(fù)數(shù)——由于每一宿主細(xì)胞表面的特異性受體有限，因此所能吸附的噬菌體數(shù)目也有一個限量。每一敏感細(xì)胞所能吸附的噬菌體的數(shù)量,m.o.i一般很大，可達250~360。由于超m.o.i的外源噬菌體吸附而引起的、不能產(chǎn)生子代噬菌體的裂解，稱為自外裂解（lysisfromwithout）。一個穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子的形成第一次交換第二次交換交換完成，外源DNA摻入染色體組中1.2流產(chǎn)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（abortivetransduction）概念：受體菌經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)獲得的供體DNA片段在受體菌中不發(fā)生配對、交換和整合，也不迅速消失，而只是進行轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯（性狀表達），這種現(xiàn)象就稱為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)?，F(xiàn)象：發(fā)生流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)的細(xì)胞在其進行細(xì)胞分裂后，只能將這段外源DNA分配給一個子細(xì)胞，而另一子細(xì)胞僅獲得供體基因的產(chǎn)物——酶，在表型上表現(xiàn)出輕微的供體菌特征，每經(jīng)過一次分裂，就受到一次稀釋，所以，能在選擇性培養(yǎng)基平板上形成微小菌落就是流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點。轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程該溶源菌被誘導(dǎo)裂解時，有極少數(shù)（~10–

5）的前噬菌體（prophage）發(fā)生不正常切離（abnormalexcesion），其結(jié)果會將插入位點兩側(cè)之一的少數(shù)宿主基因（如E.coli前噬菌體的兩側(cè)分別為發(fā)酵半乳糖的gal基因或合成生物素的bio基因）連接到噬菌體DNA上（而噬菌體也將相應(yīng)的一段DNA遺留在宿主的染色體組上），通過衣殼的“誤包”，就形成了一種特殊的噬菌體——缺陷噬菌體（defectivephage）。它們沒有將宿主溶源化的能力，而是使宿主成為一個局限轉(zhuǎn)導(dǎo)子，對噬菌體沒有免疫性。溫和噬菌體感染受體菌后，其DNA會開環(huán)，以線狀形式整合到宿主染色體的特定位點上，從而使宿主細(xì)胞發(fā)生溶源化，并獲得對相同溫和噬菌體的免疫性。一般的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象中，從宿主染色體上切離時發(fā)生不正常切離的頻率極低，故這種裂解物中的部分缺陷噬菌體的比例是極低的（10–4~10–6）。把這種裂解物稱為LFT（低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)）裂解物。用LFT裂解物以低m.o.i（感染復(fù)數(shù)）感染宿主，就可獲得極少量的局限轉(zhuǎn)導(dǎo)子，即低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)。2.1低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（LFT，lowfrequencytransduction）E.coli

K12()gal+(供體菌)(大量)+dgal+（10-5）E.coliK12Sgal-(受體菌)E.coliK12Sgal-/dgal+E.coliK12Sgal-/dgal+/E.coliK12Sgal-/dgal+/（雙重容源菌供體）(50%)+dgal+（50%）E.coliK12Sgal-(受體菌)E.coliK12Sgal-/

dgal+（轉(zhuǎn)導(dǎo)子）

（雙重容源轉(zhuǎn)導(dǎo)子）高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)和低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)圖解低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)U.V.U.V.當(dāng)用LFT裂解物以高m.o.i感染E.coligal–（不發(fā)酵半乳糖的營養(yǎng)缺陷型）菌株時，凡是感染有λdgal噬菌體任一細(xì)胞，幾乎都同時感染有正常的λ噬菌體。這時λ與λdgal同時整合在一個受體菌的核染色體組上，從而使它成為一個雙重溶源菌（doublelysogen）。當(dāng)雙重溶源菌被紫外線等誘導(dǎo)時，其中的正常λ噬菌體的基因可補償λdgal缺失的部分基因功能，因而兩種噬菌體就同時獲得復(fù)制的機會。所以在雙重溶源菌中的正常λ噬菌體被稱為助體（或輔助）噬菌體（helperphage）。雙重溶源菌的裂解物中含有等量的λ和λdgal粒子，稱為HFT（高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)）裂解物。用HFT裂解物以低m.o.I感染另一個E.coligal–（不發(fā)酵半乳糖的營養(yǎng)缺陷型）受體菌，就可以高頻率地把它轉(zhuǎn)化為能發(fā)酵半乳糖的E.coligal+轉(zhuǎn)導(dǎo)子。是為高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)2.2高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（HFT，highfrequencytransduction）比較項目普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因供體染色體或染色體外的任何基因供體染色體上與原噬菌體緊密連鎖的少數(shù)幾個個別基因噬菌體寄生的位置不結(jié)合在寄主染色體特定位置上結(jié)合在寄主染色體特定位置上獲得轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的方法通過敏感菌的裂解或容源菌的誘導(dǎo)紫外線誘導(dǎo)容源菌轉(zhuǎn)導(dǎo)子的區(qū)別一般穩(wěn)定，非溶原性（不表現(xiàn)出任何噬菌體的性狀，包括免疫性）一般不穩(wěn)定，呈缺陷溶原性（對同源噬菌體具有免疫性，但不表現(xiàn)出其它噬菌體的性狀）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的比較3.溶源轉(zhuǎn)變概念：當(dāng)溫和噬菌體感染宿主而使其發(fā)生溶源化時，因噬菌體的基因整合到宿主的核基因組