基因重組及遺傳分析(編輯修改稿)
2025-01-25 18:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (plasmid)。 F+是一種遺傳性狀 F 因子的存在使細菌成為 F+ F 因子的喪失使細菌成為 F F+ 細菌分裂仍得到 F+細胞 二、 F質粒的結構及其在細胞中的存在狀態(tài) 1. F質粒的遺傳結構 F質粒的基因組由三個主要區(qū)段組成：轉移區(qū)、復制區(qū)、插入?yún)^(qū)。 長度為 33 kb， 由 23個基因組成 ， 構成一個 tra操縱子 (tra operon)。 tra ABCEFGHKLQUVW與性菌毛的形成有關 tra YZMIGD等與 F因子的轉移有關 traG、 traN 影響雜交對的配對形成與否 traI、 traM 決定 DNA轉移起始 traI 編碼解旋酶 I(helicaseⅠ ) traD 控制 DNA轉移； traY、 traZ 編碼的核酸內(nèi)切酶能在轉移起始區(qū) oriT上切開一個缺口 。 （ 1）轉移區(qū) (transfer region) 復制區(qū)負責 F質粒的自我復制 F質粒自主復制區(qū)為 oriV（ Vegetative origin of replication） ，在 oriV中包含有復制起點 。 F質粒的復制是按 θ型方式進行復制 ， 它是一種嚴緊型質粒 。 F質粒的拷貝數(shù)能被精確地控制 ， 一個寄主細胞約有 1~2個 F質粒 。 rep（ F replicative protein） 編碼一組與 F質粒復制相關的蛋白質 。 inc（ inpatibility） 基因產(chǎn)物使細胞具有不相容性 。 （ 2）復制區(qū)（ replication region） F質粒插入?yún)^(qū)包含 4個插入順序： 2個 IS3 1個 IS2 1個 Tn1000（ γδ） 它們與 F質粒的整合、切除、易位有關 （ 3）插入?yún)^(qū)（ insertion region） 2. F質粒在細胞內(nèi)的存在形式 根據(jù)大腸桿菌細胞內(nèi)有無 F質粒及 F質粒在細胞內(nèi)的存在狀態(tài)可將細胞分為 4種類型： F、 F+、 Hfr、 F’。 F： 是細胞內(nèi)不含 F質粒； F+： 是細胞內(nèi)含有 F質粒且獨立染色體外； Hfr菌株 (high frequency rebination strain)： 高頻重組菌株： 是 F質粒整合到宿主的染色體上，隨著宿主染色體的復制而復制； F’是指攜帶了宿主的一部分染色體的 F質粒。 三、 F質粒與接合作用 1. F+ F雜交 有 F質粒的細胞在形態(tài)學上可以與 F明顯區(qū)別。除了共有的大量表面菌毛以外， F+還有少量（通常在細胞對數(shù)生長期中只有 1~3根）性菌毛。纖細的蛋白質性菌毛有的長數(shù)毫米，直徑約為 8nm。性菌毛在細菌的接合過程中起著十分重要的作用。 2. Hfr F雜交 Hfr菌株是怎樣形成的呢 ? F質粒有兩種方式整合到染色體上：同源重組、質粒和染色體共有插入序列和轉座子。大腸桿菌染色體基因組有 7個 IS 13個IS2及 6個 IS3； F質粒有 1個 IS2和 2個 IS3。 3. F’ F雜交 F質粒在脫離 Hfr細胞的染色體時也會發(fā)生差錯 ， 從而形成帶有細菌染色體基因的 F′質粒 。 而 F′因子又可通過交換融合到細菌染色體的原來位置上 ， 回復到原來的 Hfr狀態(tài) 。 由于在 F’ F接合使用中能專一性地向 F轉移F′質粒攜帶的供體基因，因而通過 F′因子的轉移而使受體菌改變其遺傳性狀，這種現(xiàn)象也被稱為 F 因子轉導 。 四、中斷雜交試驗和基因定位 中斷雜交： 就是將兩個菌株（例如 Hfr a+ strs F a strr）在培養(yǎng)液中進行通風培養(yǎng)，每隔一定時間取樣，把菌液放入組織搗碎器里攪拌以中斷雜交，經(jīng)過稀釋接種到鑒別培養(yǎng)基上，待形成菌落后鑒定它們的基因型。 1957年 Wollman和 Jacob首次進行中斷雜交實驗： 供體菌： HfrH strs thr+ leu+ azis tons lac+ gal+ 受體菌： F strr thr leu azir tonr lac gal 0 azi ton lac gal F 0 thr lac trp his thy arg str F 2 8 27 45 61 69 73 Peptideinduced transfer of Enterococcus faecalis plasmid pCF10. (A) Peptide pheromone cCF10 (triangles) is expressed from the chromosome of both plasmidcontaining donor cells and plasmidfree recipient cells. Inhibitor peptide (stars) is expressed from pCF10 and secreted into the medium to prevent pheromone from the donor cell from inducing itself, probably through petitive binding to the pheromone binding protein PrgZ. (B) Pheromone from a nearby recipient cell is detected by PrgZ. PrgZ imports the peptide pheromone using the chromosomally encoded Opp (Oligopeptide permease) system. (C) Imported cCF10 induces expression of transfer genes, including the cell–surface adhesin PrgB.
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