工業(yè)微生物育種誘變劑(2)(已修改)
2025-01-25 22:20 本頁面
【正文】 第五章 工業(yè)微生物育種誘變劑 本章內(nèi)容： 化學(xué)誘變劑 物理誘變劑 生物誘變劑 2 ? 誘發(fā)突變 (induced mutation)的發(fā)現(xiàn) ? 1927年， Muller 用 X射線誘發(fā)果蠅遺傳性狀變異。 ? 在第二次世界大戰(zhàn)中，又發(fā)現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)氮芥也能導(dǎo)致細(xì)菌性狀變異，其效應(yīng)與 X射線相類似。 ? 陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多物理因子與化學(xué)物質(zhì)都具有誘發(fā)基因突變的作用。 ? 近年來，隨著基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展，蛋白質(zhì)工程中點(diǎn)突變的重要技術(shù) —— 基因誘變在菌種選育中得以應(yīng)用， 使生物誘變劑受到了重視，取得了可喜的發(fā)展。 ?誘變 ：通過人為的方法，利用物理、化學(xué)因素處理微生物以引起突變，這一過程稱為 誘發(fā)突變 。 ? 誘變劑 mutagen ： 凡是能誘發(fā)生物基因突變，且突變頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自發(fā)突變率的物理因子或化學(xué)物質(zhì) 。 ? 誘變劑種類： 化學(xué)誘變劑、物理誘變劑和生物誘變劑 4 第一節(jié) 化學(xué)誘變劑 ? 定義： 一類能對 DNA起作用，改變 DNA結(jié)構(gòu)，并引起遺傳變異的化學(xué)物質(zhì)。 ? 化學(xué)誘變劑種類： 堿基類似物、堿基修飾劑、移碼突變劑。 5 一、堿基類似物 base analogue 堿基類似物： 是指其分子結(jié)構(gòu)同 DNA分子中的堿基非常類似，因此能取代堿基摻入到 DNA分子中的一類化合物。 ? 主要誘變劑 ： 5溴尿嘧啶（ 5BU） /T 2氨基嘌呤（ 2AP） /A ? 誘發(fā)的突變 ： AT GC的 轉(zhuǎn)換 。 1. 2. 6 ? 在 DNA復(fù)制過程中取代正常堿基，整合進(jìn)DNA分子 ? 它們產(chǎn)生異構(gòu)體的頻率高，出現(xiàn)堿基錯配的概率也高 堿基類似物是如何提高突變頻率的 ? （一）堿基類似物的誘變機(jī)制 —— 現(xiàn)以 5BU為例來分析堿基類似物的誘變機(jī)制。當(dāng)胸腺嘧啶分子結(jié)構(gòu)中 5位碳原子上的甲基被溴（ Br）原子取代，就構(gòu)成了 5BU的結(jié)構(gòu)式。 5溴尿嘧啶（ 5BU）的結(jié)構(gòu) 8 5溴尿嘧啶（5BU）的堿基配對 9 ? 誘發(fā)的突變 10 5BU摻入后的復(fù)制錯誤 G ≡ C G ≡ BUe G ≡ C G ≡ BUe G ≡ C A=T A=BUk A:T A: BUk A:T G ≡ BUe A:T G ≡C G ≡ BUe G ≡ C→ A=T 5BU摻入錯誤 A: T → G ≡ C ?由于 5BU的誘變作用是在 DNA復(fù)制過程中實(shí)現(xiàn)的，因此，處在靜止或休眠狀態(tài)的細(xì)胞是不適合的。 ?細(xì)菌采用對數(shù)期的細(xì)菌，霉菌、放線菌采用孢子，但要進(jìn)行前培養(yǎng)，使孢子處于萌動狀態(tài)，并要加大 5BU的濃度，處理過程要進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。 12 2氨基嘌呤（ 2AP） ? 比較容易誘發(fā) AT→GC這一轉(zhuǎn)換 13 A 2 A P 2 A P * GT T C C（二）堿基類似物的誘變處理方法（以 5BU為例） 5BU是白色結(jié)晶粉末，能溶于水或乙醇。誘變處理方法如下： 新鮮斜面的細(xì)菌 —— 轉(zhuǎn)接到前培養(yǎng)的液體培養(yǎng)基中 —— 培養(yǎng)到對數(shù)期 —— 離心除去培養(yǎng)液 —— 加入生理鹽水或緩沖液 —— 饑餓培養(yǎng) 8— 10小時 —— 加入 5BU到培養(yǎng)液中，使最后的處理濃度為 25— 40μg/ml,混合均勻 —— 取 — 加入到瓊脂平板上涂布培養(yǎng) —— 在適宜溫度下，使之在生長過程中誘變處理 —— 培養(yǎng)后挑取單菌落，進(jìn)行篩選。 真菌、放線菌孢子，則要提高 5BU的濃度（ — 1mg/ml），加到孢子懸液后，進(jìn)行振蕩培養(yǎng)數(shù)小時 (一般 6— 12h)—— 分離于平皿 —— 適溫培養(yǎng) —— 挑取單菌落，進(jìn)行篩選。 據(jù)報道，如果菌體先用 5BU等堿基類似物進(jìn)行處理，使它們首先滲入到 DNA分子中，然后用輻射線照射，誘變效果會比單獨(dú)使用輻射線更好。因此，堿基類似物也是一種輻射誘變的增敏劑。 16 二、化學(xué)修飾堿基的誘變劑 ? 改變堿基結(jié)構(gòu)的化學(xué)修飾劑： 脫氨劑、羥化劑、烷化劑 ?
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