【文章內(nèi)容簡介】 DNA的合成 (5)在 DNA連接酶的作用下完成接合，形成兩個 F+細(xì)胞 3. 高頻重組菌株（ Hfr） 1950年 Luca CavalliSforza（卡瓦里－斯弗所）用氮芥（ nitrogen mustard）處理 A菌株，從存活下來的菌中分離到一株能與 B菌株以 104頻率雜交的菌株，稱之為 Hfr（ high frequency rebination）。 F+ F F+ Hfr F F 低頻率重組， 107 高頻率重組， 104 ?高頻重組與 F因子的關(guān)系 （ 1） Hfr與 F factor的異同處： ① 都能與 F雜交 ② 雜交時都要通過接合的形式 ③ 高劑量的鏈霉素處理不影響雜交 ① 產(chǎn)生的重組菌落的頻率不同 ② F+ F的后代是 F+ ； Hfr F的后代是 F ③ F+經(jīng)吖啶橙處理變成 F；而 Hfr經(jīng)丫啶橙處理仍為 Hfr， 能與 F雜交 相同點(diǎn) 不同點(diǎn) 部分二倍體 F因子整合到染色體上，形成 Hfr，由于 F因子整合在細(xì)菌染色體的位置和方向是隨機(jī)的，所以存在許多不同的 Hfr菌株。 Hfr F： 細(xì)菌 DNA轉(zhuǎn)移率很高， F因子轉(zhuǎn)移率很低。 Hfr染色體上 F因子的轉(zhuǎn)移起點(diǎn)被核算內(nèi)切酶切開，以一小段 FDNA首先進(jìn)入受體細(xì)胞，然后是染色體 DNA ，供體性傘毛形成接合管，整合的 F因子產(chǎn)生缺口。單鏈通過接合管轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞（ F因子的轉(zhuǎn)移原點(diǎn)及附近的供體基因）； Hfr染色體與完整的 F染色體，形成 部分二倍體 ； ，供體基因整合在受體基因組上。如果部分二倍體中發(fā)生單交換或奇數(shù)的交換，則受體內(nèi)基因子由環(huán)狀變?yōu)榫€狀，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。 Hfr F 部分二倍體 ：轉(zhuǎn)移的供體染色體稱為 供體外基因子 ，而受體的完整染色體稱為 受體內(nèi)基因子 。轉(zhuǎn)移染色體的長度一般限制在供體染色體總長的 1/2以內(nèi) 。 線性 DNA片段被降解 4. F’ 因子和性導(dǎo) (sexduction) F’ 因子的形成 在 Hfr細(xì)胞中，染色體上的 F因子是相當(dāng)穩(wěn)定的，但 F因子也能夠低頻率地從細(xì)菌染色體上切除，偶爾會形成攜帶部分細(xì)菌染色體基因的 F因子，阿代爾伯格和伯恩斯（ Adelberg和Burns ， 1959年）稱該因子為F’ 因子 。 性導(dǎo) (sexduction)： 指 F’ 因子所攜帶的細(xì)菌染色體 DNA，通過接合作用轉(zhuǎn)移到受體細(xì)菌染色體中，從而改變受體遺傳性狀的過程。 性導(dǎo)在受體細(xì)菌中可形成部分二倍體。 基因 AE形成部分二倍體 通過接合作用轉(zhuǎn)移到受體細(xì)菌染色體 F’ 因子攜帶細(xì)菌染色體 DNA 形成的部分二倍體可發(fā)生一下幾種情況： 若發(fā)生重組，即 F′因子所攜帶的供體細(xì)菌染色體同受體細(xì)菌染色體之間發(fā)生了同源重組， 這種部分二倍體若不發(fā)生重組，那么 F′因子可在細(xì)菌細(xì)胞中自主的延續(xù)下去； 1）如果發(fā)生單交換，會導(dǎo)致 F′因子整合到受體染色體上而形成 Hfr品系，同時 F′因子上所攜帶的供體基因也發(fā)生重組； 2）如果發(fā)生雙交換，使 F′因子上的細(xì)菌基因與受體染色體上等位基因之間發(fā)生互換，形成的 F′品系和重組的細(xì)菌染色體。 5. F 因子與 F、 F+、 Hfr、 F′ 的關(guān)系 1） F+與 F關(guān)系：當(dāng) F+ 和 F接合過程 中，它們之間形成接合管，使受體獲得了 F因子而成為 F+ 菌。 F因子以高頻率從 F+菌向 F菌轉(zhuǎn)移，而染色體基因的轉(zhuǎn)移則很少發(fā)現(xiàn)，重組頻率大約只有 107，因此 F+菌稱為 低頻重組型 (low frequency rebination， Lfr)。 2） Hfr與 F關(guān)系：當(dāng) Hfr與 F的接合過程 中，首先形成接合管，使供體染色體轉(zhuǎn)移給受體，形成高重組頻率（ 104），因此 Hfr菌稱為 高頻重組型 (high frequency rebination strain， Hfr)。 3） Hfr 與 F+、 F′ 關(guān)系： Hfr與 F+菌株可以相互轉(zhuǎn)變， F因子既可以插入到染色體中去（ Hfr），又可以通過規(guī)則的交換和剪切，從染色體上完整地游離下來（ F+）。 F因子在從染色體上剪切時偶爾也會出現(xiàn)不規(guī)則分離的結(jié)果，使 F因子攜帶一段相鄰的細(xì)菌染色體，這種帶有插入細(xì)菌基因的環(huán)狀 F因子稱為 F′ 因子 。 F′ 因子即能高頻地轉(zhuǎn)移質(zhì)粒 DNA，也能高頻地轉(zhuǎn)移細(xì)菌 DNA。 中斷雜交 （ interrupted mating technique)： 1957年， Ellie Wollman（沃爾曼）和 Francois Jacob（雅各布）建立了一種繪制 ： 1） Hfr與 F雜交 ，在混合后的不同時間進(jìn)行攪拌，使接合管斷裂，終止染色體向 F 細(xì)胞移動 ； 2）稀釋后接種到含有鏈霉素培養(yǎng)基上，殺死 Hfr ； 3）影印到各種選擇性培養(yǎng)基（ selective media）上，以某供體基因作為選擇標(biāo)記 ，測定其進(jìn)入受體后其他 非選擇性標(biāo)記 基因進(jìn)入 F細(xì)菌的順序和時間。 五、細(xì)菌的重組頻率和遺傳作圖 ?作圖原理 越是靠近轉(zhuǎn)移起點(diǎn)（原點(diǎn)）的基因越早發(fā)生轉(zhuǎn)移，混合培養(yǎng)時間越少。在不同的時間中斷雜交，根據(jù)不同基因的轉(zhuǎn)移時間就能推斷出基因的順序。 Hfr與 F－ 混合培養(yǎng)不同時間取樣 攪拌中斷雜交 稀釋 含鏈霉素完全培養(yǎng)基 殺死 Hfr 抗 str菌落 影印培養(yǎng)鑒定azi+ton＋ gal＋ lac＋ 各基因轉(zhuǎn)移時間。 混合培養(yǎng) 9分鐘，出現(xiàn) azi＋ ； 混合培養(yǎng) 11分鐘，出現(xiàn) azi＋ 和 ton＋ ； 混合培養(yǎng) 18分鐘，出現(xiàn) azi＋ 、 ton＋ 和 lac＋ ； 混合培養(yǎng) 24分鐘， 4種原養(yǎng)型都出現(xiàn)。 o azi ton lac gal F 9 11 18 24 Hfr： strs（抗鏈霉素）、 azi+（抗疊 N化合物） 、 ton+（抗 T1噬菌體） 、gal+（半乳糖原養(yǎng)型） 、 lac+（乳糖原養(yǎng)型） F－： strr（鏈霉素敏感型） 、 azi（疊 N化合物敏感型） 、 ton（ T1噬菌體敏感型） 、 gal（半乳糖缺陷型） 、 lac（乳糖缺陷型） ? Wollman和 Jacob用 4個不同的 Hfr菌株同 F 進(jìn)行中斷雜交，得到的基因排列順序相同，但是進(jìn)入的時間早晚（重組率）不同。 解釋 Hfr染色體上 F因子的整合位點(diǎn)不同，整合方向也不同 。 傳遞的起始點(diǎn)不同。 。 部分二倍體，只有偶數(shù)交換才能產(chǎn)生平衡重組配子，相反的重組子不出現(xiàn)。 部分二倍體 重組作圖 （ rebination mapping） —— 是根據(jù)基因間的重組率進(jìn)行基因定位。 下面通過實(shí)例來加以說明 ： 例如根據(jù)中斷雜交試驗(yàn)，已知大腸桿菌的甲硫氨酸缺陷型（ met）、精氨酸缺陷型（ arg）、亮氨酸缺陷型（ leu）這三個基因是緊密連鎖的，而且就某特定的 Hfr菌株來說，基因的轉(zhuǎn)移的順序是 met+、 arg+ 、 leu+ Hfr met+ arg+ leu+ strs F met arg leu strr 含鏈霉素并添加精氨酸以及甲硫氨酸的培養(yǎng)基上（在這種培養(yǎng)基中，殺死所有的 Hfr細(xì)胞和未雜交的 F細(xì)胞）。在這種培養(yǎng)基中形成菌落的重組子基因型應(yīng)該是 leu+ strr 。 已經(jīng)篩選出的 leu+ 重組子，用影印法測定其余兩個非選擇標(biāo)記基因以及他們的菌落數(shù)。測定結(jié)果如下： 基