《遺傳學(xué)：10 第10章 細(xì)菌和病毒的遺傳-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《遺傳學(xué)：10 第10章 細(xì)菌和病毒的遺傳-1.ppt（78頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、 第七章 細(xì)菌和病毒的遺傳 細(xì)菌屬于原核生物，不進(jìn)行典型的有絲分裂和減數(shù)分裂，因此，其染色體傳遞和重組方式與真核生物不盡相同。病毒甚至不進(jìn)行分裂，它在宿主細(xì)胞內(nèi)以集團(tuán)形式產(chǎn)生。細(xì)菌和病毒的遺傳分析對整個遺傳學(xué)，特別是對于分子遺傳學(xué)的發(fā)展具有重大作用。遺傳學(xué)研究從細(xì)胞水平推進(jìn)到分子水平，是由于兩大發(fā)展：（1）對基因的化學(xué)和物理結(jié)構(gòu)的了解日益深入（2）研究材料采用了細(xì)菌和病毒遺傳學(xué)中的基因重組、基因精細(xì)結(jié)構(gòu)、基因工程、基因的表達(dá)與調(diào)控等研究工作,都是首先利用細(xì)菌和病毒進(jìn)行的。重組DNA技術(shù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于生物學(xué)研究的各個領(lǐng)域。經(jīng)過改良的大腸桿菌細(xì)胞，早已應(yīng)用于工業(yè)基因工程，生產(chǎn)人類所需要的重要蛋白

2、質(zhì)。大腸桿菌乳糖代謝操縱元模型，是第一個也是研究的最清楚的基因表達(dá)調(diào)控模式。一、細(xì)菌細(xì)菌是比較小的單細(xì)胞，大約12m長，0.5m寬.大腸桿菌(E.coli)在細(xì)菌遺傳學(xué)研究中應(yīng)用十分廣泛,其染色體為一條環(huán)狀的裸露DNA分子。其細(xì)胞里通常還具有一個或多個小的染色體-質(zhì)粒第一節(jié)細(xì)菌和病毒的特點(diǎn)大腸桿菌擬核的電子顯微鏡圖，顯示釋放出大腸桿菌擬核的電子顯微鏡圖，顯示釋放出的染色體的染色體DNA及數(shù)個質(zhì)粒及數(shù)個質(zhì)粒DNA 研究細(xì)菌遺傳的方法研究細(xì)菌遺傳的方法-平板培養(yǎng)平板培養(yǎng)細(xì)菌菌落的表現(xiàn)型：3.抗感性抗感性2.營養(yǎng)需求營養(yǎng)需求1.菌落形態(tài)菌落形態(tài)(a)光滑、圓形的隆起菌落；光滑、圓形的隆起菌落；(b)

3、顆粒狀、圓形的隆起菌落；顆粒狀、圓形的隆起菌落；(c)邊緣不規(guī)則、表面有突起邊緣不規(guī)則、表面有突起皺褶的扁平菌落；皺褶的扁平菌落；(d)邊緣波形、表面有不規(guī)則邊緣波形、表面有不規(guī)則突起的隆起菌落突起的隆起菌落 1.菌落形態(tài)：菌落形態(tài)：基本培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基：只含有無機(jī)鹽只含有無機(jī)鹽碳源碳源水等基本營養(yǎng)成分水等基本營養(yǎng)成分。大腸桿菌的基本培養(yǎng)基大腸桿菌的基本培養(yǎng)基:NH4H2PO4 1g；NaCl 5g；MgSO4.7H2O 0.2g；K2HPO4H2O 1g；葡萄糖；葡萄糖 5g；水：；水：1000ml完全培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基：含有任何營養(yǎng)缺陷型細(xì)胞生長所需的全含有任何營養(yǎng)缺陷型細(xì)胞生長所需的全部

4、營養(yǎng)物質(zhì)（如氨基酸、維生素等）的培養(yǎng)基部營養(yǎng)物質(zhì)（如氨基酸、維生素等）的培養(yǎng)基原養(yǎng)型（野生型）細(xì)菌：原養(yǎng)型（野生型）細(xì)菌：能夠在基本培養(yǎng)基中生長能夠在基本培養(yǎng)基中生長的細(xì)菌。的細(xì)菌。營養(yǎng)缺陷型：營養(yǎng)缺陷型：喪失了合成某種物質(zhì)的能力，必須在培喪失了合成某種物質(zhì)的能力，必須在培養(yǎng)基中加入這種物質(zhì)細(xì)菌才能生長。這類突變體稱為養(yǎng)基中加入這種物質(zhì)細(xì)菌才能生長。這類突變體稱為條件致死突變體條件致死突變體。2.營養(yǎng)需求營養(yǎng)需求抗藥性或抗感染性抗藥性或抗感染性表現(xiàn)為抗性（表現(xiàn)為抗性（R）與敏感（）與敏感（S）例如：青霉素（例如：青霉素（PenS）(PenR)疊氮化鈉疊氮化鈉 (aziR)(aziS)T1噬菌體

5、（噬菌體（tonR）（tonS）3.抗感性抗感性Lederberg設(shè)計了影印培養(yǎng)法設(shè)計了影印培養(yǎng)法-測定所發(fā)生的突變測定所發(fā)生的突變 病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，既不屬于原核生物，也不屬于真核生物。病毒結(jié)構(gòu)十分簡單，僅含DNA或RNA和一個蛋白質(zhì)外殼，沒有合成蛋白質(zhì)外殼所必須的核糖體。所以，病毒必須感染活細(xì)胞，改變和利用活細(xì)胞的代謝合成機(jī)器，才能合成新的病毒后代。感染細(xì)菌的病毒叫噬菌體，是目前了解比較清楚的病毒，有：單鏈DNA、單鏈RNA、雙鏈DNA和雙鏈RNA等四種類型。依其與宿主細(xì)胞的相互關(guān)系，可分為烈性(virulent)噬菌體和溫和(temperate)噬菌體兩大類型。禽流感病毒、非典病毒均是R

6、NA病毒二、病毒的特點(diǎn)和種類二、病毒的特點(diǎn)和種類(1)世代周期短。大腸桿菌每20分鐘可繁殖 一代，病毒每小時可繁殖數(shù)百個后代；(2)易于管理和進(jìn)行化學(xué)分析；(3)便于研究基因結(jié)構(gòu)、功能；(4)便于研究基因的突變和重組；(5)可用作研究高等生物的簡單模型；(6)便于進(jìn)行遺傳操作；四、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性四、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性五、細(xì)菌和病毒的擬有性過程五、細(xì)菌和病毒的擬有性過程 真核生物真核生物-減數(shù)分裂減數(shù)分裂-遺傳物質(zhì)的交換、分離遺傳物質(zhì)的交換、分離和獨(dú)立分配。和獨(dú)立分配。細(xì)菌和病毒的遺傳物質(zhì)也必須從一個細(xì)胞傳遞到另細(xì)菌和病毒的遺傳物質(zhì)也必須從一個細(xì)胞傳遞到另一個細(xì)胞，并

7、且也能形成重組體。一個細(xì)胞，并且也能形成重組體。細(xì)菌獲取外源遺傳物質(zhì)有四種不同的方式：細(xì)菌獲取外源遺傳物質(zhì)有四種不同的方式：轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化(transformation)接合接合(conjugation)性導(dǎo)性導(dǎo)(sexduction)轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)。一、轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化：某些細(xì)菌(或其他生物)通過其細(xì)胞膜攝取周圍供體的染色體片段，并將此外源DNA片段通過重組整合到自己染色體組的過程 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)菌的遺傳分析細(xì)菌的遺傳分析轉(zhuǎn)化首先是Griffith(1928)在肺炎雙球菌中發(fā)現(xiàn)的 殺死S片段 R S Avery(1944)等研究證實(shí)，轉(zhuǎn)化因子是DNA。這個極其重要的發(fā)現(xiàn)，不僅證實(shí)

8、遺傳物質(zhì)是DNA，而且表明轉(zhuǎn)化是細(xì)菌交換基因的方式之一。圖圖 3-1 3-1 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)自然發(fā)生轉(zhuǎn)化的細(xì)菌：自然發(fā)生轉(zhuǎn)化的細(xì)菌：肺炎雙球菌肺炎雙球菌枯草桿菌枯草桿菌流感嗜血桿菌流感嗜血桿菌2個帶有不同抗性的肺炎雙球菌群體混合時?？梢孕蝹€帶有不同抗性的肺炎雙球菌群體混合時?？梢孕纬呻p抗性的細(xì)菌。成雙抗性的細(xì)菌?？莶輻U菌可將枯草桿菌可將DNA分泌到活細(xì)胞表面，以備攝取。分泌到活細(xì)胞表面，以備攝取。影響因素包括：(1)轉(zhuǎn)化片段大小:肺炎雙球菌的成功轉(zhuǎn) 化，轉(zhuǎn)化DNA片段至少要有800bp，枯草桿菌最少需要16000bp(2)轉(zhuǎn)化片段形態(tài):轉(zhuǎn)化片段必須是雙鏈(3)轉(zhuǎn)化片段濃度

9、：細(xì)菌上有一定數(shù)量的DNA接受位點(diǎn)。(4)受體細(xì)胞生理狀態(tài)；感受態(tài)感受態(tài)因子（表面蛋白）（一）轉(zhuǎn)化的機(jī)制（一）轉(zhuǎn)化的機(jī)制1、供體、供體DNA與受體細(xì)胞間的接觸與互作與受體細(xì)胞間的接觸與互作2、轉(zhuǎn)化過程(1)結(jié)合與穿入結(jié)合與穿入(2)聯(lián)會聯(lián)會(3)整合整合（二）轉(zhuǎn)化和基因重組作圖 當(dāng)兩個基因緊密連鎖時，它們就有較多的機(jī)會同時被轉(zhuǎn)化（并發(fā)轉(zhuǎn)化co-transformation），并同時整合到受體染色體中。因此，緊密連鎖的基因可以通過轉(zhuǎn)化進(jìn)行作圖。重組型細(xì)菌數(shù)親型細(xì)菌數(shù)+重組型細(xì)菌數(shù)重組值重組值=100%trp2+his2+tyrl+(供體)trp2-his2-tyr1-(受體)黎德伯格的枯草桿菌轉(zhuǎn)

10、化實(shí)驗(yàn)黎德伯格的枯草桿菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Trp2-his2 0.34 Trp2-tyr1 0.40 His2-tyr1 0.13 trp2 his2 tyr1 40 0.340.13Lederberg設(shè)計了影印培養(yǎng)法設(shè)計了影印培養(yǎng)法-測定所發(fā)生的突變測定所發(fā)生的突變 接合：在原核生物中，是指遺傳物質(zhì)從供體-“雄性”轉(zhuǎn)移到受體-“雌性”的過程1946年，Lederberg和Tatum發(fā)現(xiàn)E.coli細(xì)胞之間通過接合可以交換遺傳物質(zhì)。二、二、接合接合黎德伯格和塔特姆的接合黎德伯格和塔特姆的接合(雜交雜交)試驗(yàn)試驗(yàn) 證明大腸桿菌發(fā)生遺傳重組證明大腸桿菌發(fā)生遺傳重組 這種原養(yǎng)型細(xì)胞的出現(xiàn)是由于轉(zhuǎn)化還是的遺傳物

11、質(zhì)交換和重組？Davis(1950)設(shè)計了U型管實(shí)驗(yàn)任何一臂內(nèi)都沒有出現(xiàn)原養(yǎng)型細(xì)胞這說明兩個菌株間的直接接觸，是原養(yǎng)型細(xì)胞出現(xiàn)的必要條件。接合：細(xì)菌間遺傳物質(zhì)的重組方式Hayes（1952)試驗(yàn)證明，在接合過程中遺傳物質(zhì)的交換是一種單向的轉(zhuǎn)移：供體（雄性）受體（雌性）Hayes和Cavalli-Sforza（1953)發(fā)現(xiàn)，供體有一個性因子即致育因子-F因子，由DNA組成，是染色體外的遺傳物質(zhì)。（一）（一）F因子及因子及F+/Hfr向向F的轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移E.Coli F因子存在狀態(tài)有三種類型：沒有F因子，即F游離狀態(tài)的F因子，即F+整合的F因子，即Hfr（high frequency recomb

12、ination 高頻率重組）圖圖 7 713 13 兩個兩個E.ColiE.Coli 細(xì)胞雜交的電子顯微鏡照片細(xì)胞雜交的電子顯微鏡照片(X(X 34,300)34,300)性傘毛性傘毛/接合管接合管 F F+F F+F F-F F+（二）、接合過程（二）、接合過程1.F1.F+FF-5 HfrHfr HfrHfr F F-F F-52.2.HfrFHfrF-受體細(xì)胞常常只接受部分的供體染色體，這些染色體稱為供體外基因子，而受體的完整染色體則稱為受體內(nèi)基因子，這樣的細(xì)菌稱為部分二倍體或部分合子第一，部分二倍體中發(fā)生單數(shù)交換是沒有意義的，只有雙交換或偶數(shù)的多次交換才能保持重組后細(xì)菌染色體的完整；第

13、二，重組后的游離DNA片段只帶有部分基因組，不能單獨(dú)復(fù)制和延續(xù)下去，最終消失。這樣，重組后F-細(xì)胞不再是部分二倍體，而是單倍體，得到的重組體類型只有一個。部分二倍體的重組與真核生物中完整的二倍體部分二倍體的重組與真核生物中完整的二倍體之間的重組有兩點(diǎn)不同之間的重組有兩點(diǎn)不同:（三）、中斷雜交試驗(yàn)及染色體連鎖圖 為了證明接合時遺傳物質(zhì)從供體到受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)移是直線式進(jìn)行的，Jacob和Wollman在五十年代設(shè)計了一個著名的中斷雜交試驗(yàn) Hfr:Hfr:thrthr+leuleu+laclac+galgal+aziaziR RtontonR Rstrstrs sF-:thrthr-leuleu-l

14、aclac-galgal-aziazis stontons sstrstrR R 每隔一定時間取樣，放在食物攪拌器內(nèi)攪拌每隔一定時間取樣，放在食物攪拌器內(nèi)攪拌 培養(yǎng)在含培養(yǎng)在含strstr的的完全培養(yǎng)基上，完全培養(yǎng)基上，HfrHfr被殺死被殺死 用影印培養(yǎng)法測試形成的用影印培養(yǎng)法測試形成的F-菌落的基因型，菌落的基因型，確定每個基因轉(zhuǎn)入確定每個基因轉(zhuǎn)入F-的順序（時間）的順序（時間）根據(jù)基因轉(zhuǎn)入根據(jù)基因轉(zhuǎn)入F-的時間，進(jìn)行細(xì)菌染色體作圖的時間，進(jìn)行細(xì)菌染色體作圖 結(jié)果表明，thr+最先進(jìn)入F細(xì)胞，接合8分鐘后便出現(xiàn)了重組體，隨后半分鐘leu+出現(xiàn)，aziR、tonR、lac+和gal+分別在9

15、分鐘、11分鐘、18分鐘和25分鐘出現(xiàn)。在被選擇的thr+leu+的重組體中，其它的供體基因接連出現(xiàn)，不同的基因經(jīng)過一定時間就上升到一個穩(wěn)定的水平。圖圖7 717 17 中斷雜交后，重組體中中斷雜交后，重組體中HfrHfr遺傳性狀出現(xiàn)的頻率遺傳性狀出現(xiàn)的頻率 上述實(shí)驗(yàn)說明，Hfr菌株的基因是按一定的線性順序依次進(jìn)入F菌株的thrleu azitonlacgalFO8 8.59111825根據(jù)沃爾曼和雅各布的中斷雜交試驗(yàn)作出的大腸桿菌直線連鎖圖數(shù)字單位：分鐘，O是原點(diǎn)，F(xiàn)是F因子Hfr的類型基因轉(zhuǎn)移順序HfrH123AB3120thrprolacpurgalhisglythi0thrthigly

16、hisgalpurlacpro0prothrthiglyhisgalpur lac0purlacprothrthiglyhisgal0thithrpro lacpurgalhisgly用不同的用不同的Hfr菌株進(jìn)行的中斷雜交試驗(yàn)結(jié)果菌株進(jìn)行的中斷雜交試驗(yàn)結(jié)果不同不同Hfr菌株基因轉(zhuǎn)移順序的差異是由于各菌株基因轉(zhuǎn)移順序的差異是由于各各各Hfr菌株間轉(zhuǎn)移原點(diǎn)（菌株間轉(zhuǎn)移原點(diǎn)（O）和轉(zhuǎn)移方向）和轉(zhuǎn)移方向不同。不同。不同不同Hfr菌株染色體的形成，是由于菌株染色體的形成，是由于F因子因子插入環(huán)狀染色體的位置不同，從而形成插入環(huán)狀染色體的位置不同，從而形成不同的原點(diǎn)和轉(zhuǎn)移方向。不同的原點(diǎn)和轉(zhuǎn)移方向。（四

17、）、重組作圖（四）、重組作圖F-：lac-ade-strRHrf：lac+ade+str slaclac-adeade+laclac+adeade+laclac-adeade+重組頻率重組頻率=100%=22%中斷雜交試驗(yàn)結(jié)果表明，中斷雜交試驗(yàn)結(jié)果表明，laclacadeade間的距離是間的距離是1 1分鐘。用分鐘。用重組作圖法算出的重組率是重組作圖法算出的重組率是20%20%。因此，。因此，1 1個時間單位個時間單位(分分鐘鐘)大約相當(dāng)于大約相當(dāng)于20%20%的重組率。的重組率。E.ColiE.Coli遺傳圖。圖距單位是分鐘遺傳圖。圖距單位是分鐘三、性導(dǎo) 性導(dǎo)：指接合時由F因子所攜帶的外源D

18、NA轉(zhuǎn)移到細(xì)菌染色體的過程 雅各布和阿代爾伯格發(fā)現(xiàn)一個特殊的Hfr菌株能將lac+等位基因高頻率地轉(zhuǎn)移到Flac受體。但lac+位于染色體的遠(yuǎn)端，按照中斷雜交試驗(yàn)，受體只有1/1000變成F+lac+。最好的解釋是因?yàn)镕攜帶lac+基因進(jìn)入受體細(xì)胞，因此使它在lac位點(diǎn)成為部分二倍體F-lac+/lac，它的表現(xiàn)型是lac+。所以lac+對lac是顯性。部分二部體F-lac+/lac是不穩(wěn)定的，F(xiàn)因子可能丟失，產(chǎn)生lac單倍體，或是在F和染色體間重組產(chǎn)生穩(wěn)定的lac+。F因子特點(diǎn)（1）以極高的比率轉(zhuǎn)移它的基因（2）有極高的自然整合率，而且整合在 一定的座位上，因?yàn)樗信c細(xì)菌染 色體的同源區(qū)段

19、性導(dǎo)作用（1）確定等位基因的顯隱性關(guān)系（2）利用并發(fā)性導(dǎo)進(jìn)行細(xì)菌染色體作圖（3）性導(dǎo)形成的部分二倍體也可用作互 補(bǔ)測驗(yàn)，確定兩個突變型是同屬于 一個基因還是不同基因 遺傳學(xué)上應(yīng)用最廣泛的是大腸桿菌的T噬菌體系列(T1到T7)。其結(jié)構(gòu)大同小異，呈蝌蚪狀。T偶列噬菌體結(jié)構(gòu)如下圖 第三節(jié)第三節(jié) 噬菌體的遺傳分析噬菌體的遺傳分析一、噬菌體的結(jié)構(gòu)一、噬菌體的結(jié)構(gòu)早在20世紀(jì)初期人們就已發(fā)現(xiàn)噬菌體，但直到20世紀(jì)40年代才發(fā)現(xiàn)它是遺傳分析的理想材料。德爾布魯克(Delbrck，M.)、赫爾歇(Heshey，A.)和羅特曼(Rotman，R.)揭示出噬菌體的一個擬有性過程 1、烈性噬菌體2、溫和性噬菌體溫和

20、性噬菌體具有溶源性的生活周期，即在溫和性噬菌體具有溶源性的生活周期，即在噬菌體侵入后，細(xì)菌并不裂解，以兩種形式噬菌體侵入后，細(xì)菌并不裂解，以兩種形式出現(xiàn)，如出現(xiàn)，如和和P1P1。噬菌體附著于大腸桿菌噬菌體附著于大腸桿菌染色體的染色體的galgal和和biobio位點(diǎn)之間的位點(diǎn)之間的attatt座位上座位上(attachment site)(attachment site)，它能通過交換而整合，它能通過交換而整合到細(xì)菌染色體上。這時它會阻止其他到細(xì)菌染色體上。這時它會阻止其他噬菌噬菌體的體的超數(shù)感染超數(shù)感染(superinfectionsuperinfection)()(一個細(xì)菌一個細(xì)菌受一個以

21、上噬菌體所感染的現(xiàn)象受一個以上噬菌體所感染的現(xiàn)象)。整合的。整合的噬菌體稱為原噬菌體噬菌體稱為原噬菌體(prophageprophage)。二、T2噬菌體的基因重組與作圖 正常正常r+:小、邊緣模糊小、邊緣模糊突變突變r-:大、邊緣清楚大、邊緣清楚正常正常h+:B株株突變突變h-:B株或株或B/2株株噬菌斑形態(tài)噬菌斑形態(tài)宿主范圍：宿主范圍：感染和裂解感染和裂解的菌株不同的菌株不同噬噬菌菌體體性性狀狀由于由于h h和和h h+均能感染均能感染B B株，用株，用T T2 2的兩親本的兩親本h hr r+和和h h+r r同同時感染時感染B B株，稱為株，稱為雙重感染雙重感染另有一個類似的過程叫做轉(zhuǎn)

22、染(transfection)，就是經(jīng)過特殊處理的細(xì)菌細(xì)胞，可以直接吸收裸露噬菌體的DNA，這樣的DNA在寄主細(xì)胞內(nèi)同樣可以進(jìn)行復(fù)制和重組。為了測定在這個雜交中所得子代噬菌體的基因型，將釋放出來的子代噬菌體接種在同時長有B及B/2株的培養(yǎng)基上，記錄噬菌斑的形態(tài)，hr+和h+r雜交及四種噬菌斑的產(chǎn)生（引自Tamarin,1993，稍改動h-r+h-r-h+r+h+r-h-r+h+r-h-r+h+r-h-r-h+r+h+r-h-r+BB株株 h+r-h-r+h-r-h+r+接種在同時長有B株及B/2株的培養(yǎng)基上 重組型噬菌斑 重組值=100%總噬菌斑 h-r-+h+r+=100%h-r+h+r-+

23、h-r-+h+r+雜雜交交組組合合每每 種種 基基 因因 型型 的的%重重 組組 值值rh+r+hr+h+rhrah+r+hrbh+r+hrch+r+h34.032.039.042.056.059.012.05.90.712.06.40.924%12.3%1.6%根據(jù)這個重組率即交換值，就可以進(jìn)行遺傳作圖。、分別作出ra、rb、rc與h的連鎖圖 ra 24 h rb 12.3 h rc 1.6 h ra rb rc h ra rb h rc ra rc h rb ra h rc rb 為了確定基因排列順序，可先只考慮rb、rc及h來確定是rchrb還是hrcrb。為此作：rb+rc-rb-rc

24、+重組值約14%可知h應(yīng)位于rb及rc之間，又因?yàn)門2噬菌體的連鎖圖是環(huán)狀的 三、噬菌體的基因重組與作圖凱澤(Kaiser，A.D.，1955)最先進(jìn)行了噬菌體的重組作圖試驗(yàn)。他用紫外線對噬菌體進(jìn)行輻照處理，得到5個突變系，每一個突變系產(chǎn)生一種變異的噬菌斑表型。s系產(chǎn)生小噬菌斑，mi系產(chǎn)生微小噬菌斑；c系產(chǎn)生完全清亮的噬菌斑，co1系產(chǎn)生除了中央一個環(huán)之外其余部分都清亮的噬菌斑；co2系產(chǎn)生比co1更濃密的中央環(huán)噬菌斑。噬菌體sco1mi+的雜交結(jié)果及分析作圖四、轉(zhuǎn)導(dǎo) 轉(zhuǎn)導(dǎo)：指以噬菌體為媒介所進(jìn)行的細(xì)菌遺傳物質(zhì)重組的過程 Lederberg和Zinder（1951)首先在鼠傷寒沙門氏菌中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)

25、導(dǎo)現(xiàn)象 phetrptyr methis 在基本培養(yǎng)基上發(fā)現(xiàn)原養(yǎng)型的菌落 可能性：（1）接合（2）轉(zhuǎn)化 （3）？U型管試驗(yàn) 將上述兩種菌株分別放在戴維斯U型管 的兩臂內(nèi)，中間用玻璃濾板隔開，以 防止細(xì)胞直接接觸，但允許比細(xì)菌小 的物質(zhì)通過，獲得了野生型重組體，說明不是接合 這種重組是通過一種過濾性因子(FA)而實(shí)現(xiàn)的。FA不受DNA酶的影響，說明 不是轉(zhuǎn)化 進(jìn)一步研究證明，F(xiàn)A是一種噬菌體，稱為P22（用抗P22血清處理后失活）轉(zhuǎn)導(dǎo)分為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)1、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)可以轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌染色體組的任何不同部分 轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒兩個基因同在一起轉(zhuǎn)導(dǎo)就是合轉(zhuǎn)導(dǎo)或叫并發(fā)轉(zhuǎn)導(dǎo)合轉(zhuǎn)導(dǎo)的頻率愈高，表明兩個基因在染色體

26、上的距離愈近，連鎖愈密切；相反，如果兩個基因的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率很低，就說明它們之間距離較遠(yuǎn)因此，測定兩基因的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率就可以確定基因之間的次序和距離（1）兩因子轉(zhuǎn)導(dǎo)：通過觀察兩個基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)，計算并比較每兩個基因之間的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率，就可以確定三個或三個以上基因在染色體上的排列順序例如：a基因和b基因的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率很高，a和c基因的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率也很高，而b和c很少或完全不在一起轉(zhuǎn)導(dǎo)，這三個基因的次序就應(yīng)為：bac（2）三因子轉(zhuǎn)導(dǎo)：只需分析一個實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就可以推出三個基因的次序例如：供體大腸桿菌具有基因型a+b+c+，受體的基因型為abc。最少的一類轉(zhuǎn)導(dǎo)體應(yīng)代表最難于轉(zhuǎn)導(dǎo)的情況，這種轉(zhuǎn)導(dǎo)體是同時發(fā)生交換次數(shù)最多

27、的一類。這種轉(zhuǎn)導(dǎo)體的兩邊應(yīng)為供體基因，而中間為受體基因，如正確次序?yàn)閍bc，就應(yīng)為a+bc+。假定由實(shí)驗(yàn)得到的最少的轉(zhuǎn)導(dǎo)體類別為a+b+c，那么就可以確定，這三個基因的正確次序應(yīng)當(dāng)是acb或bca。轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒與受體染色體之間，通過四交換形成轉(zhuǎn)導(dǎo)體，這種轉(zhuǎn)導(dǎo)體的頻率最低 P P1 1侵染帶侵染帶leuleu+thrthr+aziaziR R E.coliE.coli 用用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)顆顆粒粒P P1 1再再侵侵染染帶帶leuleu-thrthr-aziazis s E.coliE.coli 將將受受體體細(xì)細(xì)菌菌特特定定培培養(yǎng)養(yǎng)：培培養(yǎng)養(yǎng)在在一一種種可可選選擇擇1-2個個標(biāo)記基因而不選擇其余標(biāo)記基因的培

28、養(yǎng)基上標(biāo)記基因而不選擇其余標(biāo)記基因的培養(yǎng)基上 例如：例如：azi+thrazi+thr培養(yǎng)基培養(yǎng)基，leuleu為為標(biāo)記基因標(biāo)記基因因?yàn)椋褐挥幸驗(yàn)椋褐挥衛(wèi)euleu+才生長，才生長，leuleu-不生長不生長 thrthr可能為可能為thrthr+/thr/thr-aziazi可能為可能為aziaziR R/azi/aziS S 表表7-7 7-7 用用P1P1噬噬菌菌體體普普遍遍性性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)測測定定大大腸腸桿菌基因間的連鎖關(guān)系桿菌基因間的連鎖關(guān)系 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 選擇的標(biāo)記基因選擇的標(biāo)記基因 未選擇的標(biāo)記基因未選擇的標(biāo)記基因 1 1 leuleu+50%azi50%aziR R，2%thr2%th

29、r+2 2 thrthr+3%leu3%leu+，0%azi0%aziR R 3 3 leuleu+thrthr+0%azi0%aziR R 實(shí)驗(yàn)1 說明leu和azi相近,leu和thr則遠(yuǎn) leu azi thr azi leu thr 或 實(shí)驗(yàn)2 說明leu比azi更接近thr azi leu thr 實(shí)驗(yàn)3 說明這個順序是正確的，因?yàn)閘eu+thr+片段從未攜帶有aziR 這也說明了轉(zhuǎn)導(dǎo)片段的大小。在thr和leu之間的DNA長度已接近于這個片段大小的極限 如果把三個基因中每兩個基因的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率算出來，還可根據(jù)這一頻率推算出兩個基因之間的物理距離：d=L(1-3 X)d=同一染色體上兩基因之間的物理距離L=轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA的平均長度 X=兩個基因合轉(zhuǎn)導(dǎo)的頻率 2、特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)（局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)）指一些溫和噬菌體進(jìn)行僅能轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌基因組的某些特異基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)多數(shù)噬菌體當(dāng)整合在細(xì)菌染色體中時都占有一個特定的位置(噬菌體)形成特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒，這種顆粒能把細(xì)菌的基因由一個細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)胞 作業(yè)題P241:7;8;9;10;11;12;14(舊版)P229：7;8;9;10;11;12;14(新版)