第八章 細菌和噬菌體的遺傳重組

節(jié)基因和產(chǎn)物的符號細菌:表型野生型Gal＋，突變型Gal－或Gal；基因型野生型gal＋

突變型gal－

或gal酵母:

啤酒酵母基因:GAL4,CDC28蛋白質(zhì):GAL4,CDC28非洲粟酒酵母基因:gal4,cdc2

蛋白質(zhì):Gal4,Cdc2分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!果蠅:以1-4個字母表示?；?white(w

),tailless(tll),hedgehog(hh);蛋白:White,Tailless,Hedgehog

植物:沒有慣用法，大多數(shù)用1-3個小寫字母表示。Arabidopsis基因用果蠅的方法命名但用大寫字母，如基因AGAMOUS(AG)，蛋白AGAMOUS。脊椎動物:一般以1-4個小寫字母表示其基因功能。例如，基因sey,

myc,蛋白Sey,Myc人類:方法如脊椎動物但需大寫。例如基因

MYC、SRY，蛋白MYC、ENO1。

基因產(chǎn)物的命名無統(tǒng)一的規(guī)定，現(xiàn)在一般都用正體,全部大寫，或個字母大寫，如Gal或GAL。分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!

第二節(jié) 細菌轉(zhuǎn)化

在細菌中遺傳物質(zhì)有三種轉(zhuǎn)移的形式:

轉(zhuǎn)化（transformation）接合（conjugation）轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）共同特點是：（1）單方向轉(zhuǎn)移；（2）產(chǎn)生部分二倍體（partialdiploid）；（3）基因只有整合到環(huán)狀染色體上才能穩(wěn)定地遺傳。分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!接合

是DNA從細胞到細胞直接轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)化

細胞從周圍介質(zhì)中吸收裸露的DNA。轉(zhuǎn)染對裸露的病毒基因組DNA/RNA的吸收。（在動物細胞中，從周圍介質(zhì)中吸收任何裸露DNA都稱為轉(zhuǎn)染。在酵母和植物細胞中導(dǎo)入裸露的DNA可以稱為轉(zhuǎn)染或轉(zhuǎn)化)分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!

第三節(jié) 細菌的接合

一、E.coli接合的發(fā)現(xiàn)1946年萊德伯格(Lederberg,J.)和塔特姆(Tatum)發(fā)現(xiàn)細菌的接合（conjugation）。

細菌接合是指通過細胞的直接接觸，遺傳信息從供體單向轉(zhuǎn)移到受體的過程。分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!

A品系：met－bio－thi＋leu＋thr＋（thi：硫胺素B1）B品系：met＋bio＋thi－leu－thr－

AA+BB

基本培養(yǎng)基

met＋bio

＋

thi＋leu＋

thr＋分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!質(zhì)疑：⑴細菌的雜交實驗獲得的重組子可能是轉(zhuǎn)化的結(jié)果。⑵培養(yǎng)基中含有某些代謝產(chǎn)物，混合后這些產(chǎn)物互相補充了對方的不足而得以在基本培養(yǎng)基上生長。分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!

二、單向轉(zhuǎn)移與F因子1952年海斯（W.Hayes）

大劑量鏈霉素A品系無影響

大劑量鏈霉素B品系阻止了重組提出異宗配合（heterothallic）意外的發(fā)現(xiàn)：分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!四.高頻重組(Highfrequencerebination,Hfr)1951年Cavalli發(fā)現(xiàn)用氮芥處理F＋然后將處理后的F＋×F－

10－41954年Hayes也分離了Hfr品系，發(fā)現(xiàn)：(1)Hfr使重組能力增加，但無傳遞F因子的能力，Hfr×F－F－(2)Hfr只能將供體基因組的一部分傳給受體，Hayes的解釋是Hfr的F因子發(fā)生了永久性改變。F＋×F－重組子此稱為Hfr分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!2.結(jié)合的過程：(1)F纖毛(Fpili)的合成,由纖毛素(pilin)蛋白構(gòu)成，接合管僅使細胞初步接觸；(2)轉(zhuǎn)移啟動轉(zhuǎn)移起始區(qū)(transferorigin,OriT),滾環(huán)復(fù)制；(3)單鏈轉(zhuǎn)移，復(fù)制，或重組。分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!自然轉(zhuǎn)化（naturaltransformation）在自然轉(zhuǎn)化中細菌可以自由地吸收DNA，通過它來進行遺傳轉(zhuǎn)化；枯草桿菌中的轉(zhuǎn)化屬于自然轉(zhuǎn)化。工程轉(zhuǎn)化（engineeredtransformation）在這種轉(zhuǎn)化中，細菌發(fā)生改變使得它們能攝入并轉(zhuǎn)化外源DNA。E.coli轉(zhuǎn)化就屬于工程轉(zhuǎn)化。分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!轉(zhuǎn)導(dǎo)

通過病毒顆粒介導(dǎo)將染色體或質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移到細胞中。

普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo):宿主

DNA片斷可能取代病毒基因組被包裝在噬菌粒中(1)載體為P1,P22噬菌體;(2)經(jīng)錯誤包裝宿主DNA片斷和同源重組；(3)轉(zhuǎn)移任何片斷。特異性轉(zhuǎn)導(dǎo):宿主

DNA共價地加入到病毒基因組中(1)載體為λ噬菌體;(2)經(jīng)特異位點整合或同源重組;(3)轉(zhuǎn)移特定的基因。

分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!兩大難題：⑴a＋b－×a－b＋→a＋b＋(10-7

）和回復(fù)突變頻率相近，難以區(qū)別。(2)E.coli雜交產(chǎn)生重組頻率為10－7，篩查重組子的工作量太大。解決的方法：(1)使用多重突變型（multipleauxotrophs）(2)是采用基本培養(yǎng)基和選擇培養(yǎng)基細菌同宗配合（homothallic）分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!三.致育因子（fertilityfactor，F(xiàn)）（1）有F因子的細菌稱為F＋，細菌增殖時可把F因子傳遞給后代。（2）沒有F因子的細菌稱為F－，F(xiàn)＋細菌經(jīng)吖啶橙處理而丟失，成為F－。F因子一經(jīng)丟失，細胞中便不再出現(xiàn)；（3）F＋可以和F－雜交，而不能和F＋雜交；（4）F＋×F－的雜交后代皆為F＋，而且可以10－7頻率獲得重組體后代。

轉(zhuǎn)移區(qū)（transferregion）長33Kb分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!五.Hfr和F因子的關(guān)系1.F因子的結(jié)構(gòu)(1)重組區(qū)；(2)復(fù)制區(qū):2個復(fù)制起點；(3)接合轉(zhuǎn)移區(qū)分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!F因子(F-factor)轉(zhuǎn)重

移IS3δ組IS3區(qū)區(qū)

OIS2

POriTOriV復(fù)

區(qū)制

分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌體的遺傳和重組A共28頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!分子遺傳學(xué)8細菌和噬菌