微生物第七章ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 23:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，受細(xì)菌 自身的基因控制； 人工感受態(tài) 則是通過人為誘導(dǎo)的方法，使細(xì)胞具有攝取 DNA的 能力，或人為地將 DNA導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi) 外源游離 DNA分子（轉(zhuǎn)化因子） 轉(zhuǎn)化過程（革蘭氏陽性菌的轉(zhuǎn)化模型） 噬菌體 DNA被感受態(tài)細(xì)胞攝取并產(chǎn)生有活性的病毒顆粒 轉(zhuǎn)染 (transfection)： 轉(zhuǎn)染的特點(diǎn)： 提純的噬菌體 DNA以轉(zhuǎn)化的（而非感染）途徑進(jìn)入細(xì)胞并表達(dá)后產(chǎn)生完整的病毒顆粒。 轉(zhuǎn)化過程的特點(diǎn)： a） 對(duì)核酸酶敏感； b） 不需要活的 DNA供體細(xì)胞； c） 轉(zhuǎn)化是否成功及轉(zhuǎn)化效率的高低主要取決于轉(zhuǎn)化供體菌株和轉(zhuǎn)化受體菌株之間的親源關(guān)系； d） 通常情況下質(zhì)粒的自然轉(zhuǎn)化效率要低得多 人工轉(zhuǎn)化 用 CaCl2處理細(xì)胞，電穿孔等是常用的人工轉(zhuǎn)化手段。 在自然轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上發(fā)展和建立的一項(xiàng)細(xì)菌基因重組 手段，是基因工程的奠基石和基礎(chǔ)技術(shù)。 不是由細(xì)菌自身的基因所控制； 用多種不同的技術(shù)處理受體細(xì)胞，使其人為地處于一 種可以攝取外源 DNA的 “人工感受態(tài)”。 質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化效率高； （二）細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)（ transduction） 由噬菌體介導(dǎo)的細(xì)菌細(xì)胞間進(jìn)行遺傳交換的一種方式 一個(gè)細(xì)胞的 DNA通過病毒載體的感染轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞中 細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)的類型： 普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) 局限轉(zhuǎn)導(dǎo) 完全 普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) 流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) 低頻 轉(zhuǎn)導(dǎo) 高頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 局限轉(zhuǎn)導(dǎo)與普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要區(qū)別 溶源轉(zhuǎn)變 （三）接合 (conjugation) 通過細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸而產(chǎn)生的遺傳信息的轉(zhuǎn)移和重組過程 1946年， Joshua Lederberg 和Edward 細(xì)菌的多重營養(yǎng)缺陷型雜交實(shí)驗(yàn) 中間平板上長出的原養(yǎng)型菌落是兩菌株之間發(fā)生了遺傳交換和重組所致。 證實(shí)接合過程需要細(xì)胞間的直接接觸的“ U”型管實(shí)驗(yàn)（ Bernard Davis， 1950 ） 接合機(jī)制 (大腸桿菌的接合機(jī)制 ) 接合作用是由一種被稱為 F因子的質(zhì)粒介導(dǎo)。 F因子的分子量通常為 5 107，上面有編碼細(xì)菌產(chǎn)生性菌毛及控制接合過程進(jìn)行的 20多個(gè)基因。 F因子為附加體質(zhì)粒 既可以脫離染色體在細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立存在，也可插入（整合）到染色體上 F因子的四種細(xì)胞形式 a） F菌株 (“雌性”菌株 )， 不含 F因子，沒有性菌毛，但可以通過接合作用接收 F因子而變成 F+菌株 ； b） F+菌株 (“雄性”菌株 )， F因子獨(dú)立存在，細(xì)胞表面有性菌毛。 c） Hfr菌株 ， F因子插入到染色體DNA上 ，細(xì)胞表面有性菌毛。 d） F′ 菌株 ， Hfr菌株內(nèi)的 F因子因不正常切割而脫離染色體時(shí)，形成游離的但攜帶一小段染色體基因的 F因子，特稱為 F′因 子。 細(xì)胞表面同樣有性菌毛。 1） F+ F雜交 理化因子的處理可將 F因子消除而使 F+菌株變成 F菌株 F+菌株的 F因子向 F細(xì)胞轉(zhuǎn)移，但含 F因子的宿主細(xì)胞 的染色體 DNA一般不被轉(zhuǎn)移。 a） F+細(xì)菌通過性毛與 F細(xì)菌接觸并發(fā)生相互作用； b） F+細(xì)菌的 F因子出現(xiàn)缺口，雙鏈之一被切斷，從斷端轉(zhuǎn)移 F因子的一條鏈到 F細(xì)菌中。 c） F因子的一條鏈一進(jìn)入 F細(xì)菌中，就在 F細(xì)菌中復(fù)制新的 F因子。 d） 復(fù)制完成后， F細(xì)菌變成 F+ ， 同時(shí)原有 F+細(xì)胞也完成 F因子另一條鏈的復(fù)制，所以轉(zhuǎn)移是 F+的拷貝。 所以最終 雜交的結(jié)果 是 F細(xì)菌變成 F+細(xì)菌，而原有的 F+細(xì)菌則不變。 Hfr菌株的 F因子插入到染色體 DNA上，因此 只要發(fā)生接合轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移過程，就可以把部分甚至全部細(xì)菌染色體傳遞給 F細(xì)胞并發(fā)生重組，由此而得名為 高頻重組菌株 。 2） Hfr F雜交 Hfr菌株仍然保持著 F+細(xì)胞的特征，具有 F性菌毛，并象 F+一樣與 F細(xì)胞進(jìn)行接合。 所不同的是，當(dāng) OriT序列被缺刻螺旋酶識(shí)別而產(chǎn)生缺口后， F因子的先導(dǎo)區(qū) (leading region)結(jié)合著染色體 DNA向受體細(xì)胞轉(zhuǎn)移。 F因子除先導(dǎo)區(qū)以外，其余絕大部分是處于轉(zhuǎn)移染色體的末端，由于轉(zhuǎn)移過程常被中斷，因此 F因子不易轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中。 Hfr F雜交后的受體細(xì)胞 (或接合子 )大多數(shù)仍然是 F。 染色體上越靠近 F因子的先導(dǎo)區(qū)的基因，進(jìn)入的機(jī)會(huì)就越多，在 F中出現(xiàn)重組子的的時(shí)間就越早，頻率也高。 中斷雜交（ interrupted mating） 技術(shù) 利用 Hfr F的接合過程， 在不同時(shí)間取樣，并把樣品猛烈攪拌以 分散接合中的細(xì)菌，然后分析受體細(xì)菌基因型，以時(shí)間 (分鐘 )為 單位繪制遺傳圖譜，該圖譜是細(xì)菌染色體上基因順序的直接反映。 大腸桿菌基因組很大（ 全部轉(zhuǎn)移 需要 100分鐘 ），其遺傳圖譜須用 多株 F因子整合在不同位置的 Hfr 菌才能完成 3） F′ F雜交 Hfr菌株內(nèi)的 F因子因不正常切割而脫離染色體時(shí)，形成游離的但攜帶一小段染色體基因的 F因子，特稱為 F′因子 。 F′ F與 F+ F的不同： 供體的部分染色體基因隨 F′一起轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞 a） 與染色體發(fā)生重組； b） 繼續(xù)存在于 F′因子上，形成一種部分二倍體； 細(xì)胞基因的這種轉(zhuǎn)移過程又常稱為 性導(dǎo)（ sexduction）、 F因子轉(zhuǎn)導(dǎo) （ Fduction）， 或F因子媒介的轉(zhuǎn)導(dǎo) （ Fmediated transduction）。 “接合” “轉(zhuǎn)導(dǎo)” 及“轉(zhuǎn)化”這三種在自然界中存在的細(xì)菌遺傳重組過程各自的特點(diǎn)： 外源 DNA的來源及進(jìn)入途徑有差異 （四）原生質(zhì)體融合 二、真核微生物的基因重組 （一）
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