第六章微生物的遺傳變異與菌種選育(編輯修改稿)
2024-08-28 13:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的誘變效應 ； 5氨基尿嘧啶（ 5AU）、 8氮鳥嘌呤（ 8NG）、 α 氨基嘌呤（ α AP） 及 6氮嘌呤（ 6NP） 等。它們的作用是通過活細胞的代謝活動摻入到 DNA 分子中后，引起堿基對的置換，因此是間接的。在這些堿基類似物中，最常被應用的是 5溴尿嘧啶（ 5BrU）和 α 氨基嘌呤（ α AP）。 5BrU是 T 的代謝類似物。 5BrU 以酮式狀態(tài)時可以替代 T， 與 A配對； 5BrU 以烯醇式狀態(tài)時替代 C與 G配對； 5－ BrU 可以通過烯醇式和酮式結(jié)構的變化； 引起堿基對置換 。 移碼突變 ? 移碼突變 這是指由一種誘變劑而引起DNA 分子中的一個或少數(shù)幾個堿基插入或缺失 ， 從而使該部位后面全部遺傳密碼發(fā)生轉(zhuǎn)錄錯誤的一類突變 。 ? 吖啶類染料及其化合物是移碼突變的有效誘變劑 ， 例如三氨基吖啶 ， 吖啶黃 ，吖啶橙 ， 5氨基吖啶 。 ? 吖啶類化合物的誘變機制目前還不很清楚 。 現(xiàn)普遍認為 ， 由于吖啶類化合物是一種平面型三環(huán)分子結(jié)構 ， 與一個嘌呤 :嘧啶堿基對相似 ， 因此能夠嵌入兩個相鄰的 DNA堿基對之間 ， 造成雙螺旋的部分解開 ， 從而在 DNA 復制過程中 ， 會使鏈上插入或缺失一個堿基 ， 結(jié)果引起移碼突變 。 染色體畸變 ? 染色體畸變是指由誘變劑引起 DNA 分子的大損傷 ， 它包括染色體結(jié)構上的缺失 、 重復 、 易位及倒位等 。 ? 紫外線 、 X 射線 、 γ射線等射線及亞硝酸 、 烷化劑等均能引起染色體畸變 ，尤其是紫外線能引起 DNA 分子多處較大的損傷 。 ? 紫外線主要通過在同鏈 DNA 相鄰的嘧啶間或在互補雙鏈間形成以共價鍵結(jié)合的胸腺嘧啶二聚體 ， ? 微生物能以多種方式去修復被紫外線損作后的 DNA， 主要方式有兩種： ? （ 1） 光復活作用 。 ? 由于微生物中一般都存在著光復合作用 ， 因此 ， 用紫外線照射菌液時都須在紅光下進行操作處理微生物 ， 而后在暗室或用黑布包起來培養(yǎng) 。 ? （ 2） 暗修復作用 。 也稱切除修復作用 。 ? X 射線和 ? 射線為電離輻射，含有很高的能量，能產(chǎn)生電離作用，因而能直接或間接地改變 DNA 結(jié)構。直接的效應是堿基的化學鍵，脫氧核糖的化學鍵和糖 — 酸相連接的化學鍵斷裂； 第三節(jié) 微生物的基因重組 ? 基因重組又稱為遺傳重組 ， 它是指把兩個不同性狀個體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移到一起 ， 經(jīng)過遺傳分子的重新組合后 ， 形成新遺傳型個體的過程 。 ? 重組是分子水平上的概念 ， 可以理解成是遺傳物質(zhì)分子水平上的雜交 ， 而一般所說的雜交是細胞水平上的概念 。 ? 雜交中必然包含著重組 ， 而重組則不限于雜交一種形式 。 真核微生物中的有性雜交 ， 準性生殖以及原核微生物中的轉(zhuǎn)化 、 轉(zhuǎn)導 、 接合和溶原轉(zhuǎn)變等都是基因重組在細胞水平上的反映 。 一、原核微生物的基因重組（一）轉(zhuǎn)化（ transtormation） 受體菌直接吸收來自供體菌的 DNA 片段 ， 通過交換組合把它整合到自己的基因組中 ， 從而獲得了供體菌的部分遺傳性狀的現(xiàn)象 ， 稱為轉(zhuǎn)化 。 轉(zhuǎn)化后的受體菌 ，稱為轉(zhuǎn)化子 。 供體菌的 DNA 片段稱為轉(zhuǎn)化因子 。 ? 只有處于感受態(tài)的細菌才能接受轉(zhuǎn)化因子 ， 進行轉(zhuǎn)化作用 。 ?轉(zhuǎn)化過程大致是這樣的： ?① 從供體菌提取出轉(zhuǎn)化因子雙鏈 DNA片段； ?② 雙鏈 DNA 片段與感受態(tài)受體菌的細胞表面特定位點結(jié)合； ?③ 在結(jié)合位點上，雙鏈 DNA 中的一條單鏈逐步降解，同時另一條鏈逐步進入受體細胞。 ?④ 進入受體細胞的 DNA 單鏈與受體菌染色體組上同源區(qū)段配對，而受體菌染色體組的相應單鏈片段被切除，并被進入受體細胞的 DNA 單鏈所取代，于是形成了雜種 DNA 區(qū)段； ?⑤ 受體菌染色體進行復制，其中雜種區(qū)段被分離成兩個，一個恢復，一個形成一個轉(zhuǎn)化子。 一、原核微生物的基因重組（二）轉(zhuǎn)導（ transduction ） ? 通過缺陷型噬菌體或溫和型噬菌體為媒介 ， 將供體細菌細胞中 DNA 片段攜帶到受體細菌細胞中 ， 從而使受體細菌獲得供體細菌的某些遺傳性狀的現(xiàn)象 ， 稱為轉(zhuǎn)導 。 ? 根據(jù)媒介噬菌體的不同 ， 轉(zhuǎn)導分普遍性轉(zhuǎn)導和局限性轉(zhuǎn)導兩類 。 1．普遍性轉(zhuǎn)導 由缺陷型噬菌體誤包（而非整合）供體細菌 DNA 中的任何一部分片段（包括核外遺傳物質(zhì)在內(nèi)）后，當它再次感染受體細菌時，使后者獲得了這部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為普遍性轉(zhuǎn)導。它的轉(zhuǎn)導頻率為 105～ 108。 2． 局限性轉(zhuǎn)導 由溫和噬菌體侵染而形成的某一溶源細菌群被誘導裂解時 ， 其中極少數(shù)個體的 DNA 可能與噬菌體 DNA 發(fā)生若干特定基因的交換 ， 從而被整合到噬菌體的基因組上 ， 當該噬菌體再次感染受體細菌時 ， 就使受體細菌獲得了這一特定遺傳性狀的現(xiàn)象 ， 稱為局限性轉(zhuǎn)導 ，它的轉(zhuǎn)導頻率為 106。 一、原核微生物的基因重組（三）接合（ conjugation ） ? 通過供體細菌和受體細菌完整細胞間的直接接觸而傳遞大段 DNA 的過程，稱為接合（有時也稱雜交）。 ? 在細菌中，接合現(xiàn)象研究最清楚的是大腸桿菌。發(fā)現(xiàn)能夠進行接合現(xiàn)象的大腸桿菌有雄性與雌性之分，而決定它們性別的是由是否存在 F 因子所決定。 ? F 因子又稱致育因子，是一種質(zhì)粒，分子量為 5 107 道爾頓 ； ? 雌性細菌不含 F 因子，稱為 F 菌株 ， ? 雄性細菌含有游離存在的 F 因子，稱為 F + 菌株 ， ? 當 雄性細菌細胞中所含的 F 因子被整合在細胞核的 DNA 上，不呈游離狀態(tài)存在稱為 Hfr 菌株 （ 高頻重組菌株 ） ； ? 有 時 被整合在細胞核 DNA 上 的 F 因子，從 DNA上面脫落下來，呈游離存在，但在脫落時， F 因子有時能帶一小段細胞核 DNA。 我們將這種含有游離存在的但又帶有一小段細胞核 DNA 的 F 因子的細菌稱為 F′ 菌株 。 ? 接合的基本過程 ?滾
高考資料相關推薦
鄂ICP備17016276號-1