【正文】 傷寒沙門氏菌）中發(fā)現(xiàn)的。 A B [] [] Try+his+ Tryhis+ Try+his 定義： 以溫和 噬菌體為媒介，將供體細(xì)胞的 DNA片段攜帶到受體細(xì)胞中，通過交換與整合，從而使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)。獲得新遺傳性狀的受體細(xì)胞，稱轉(zhuǎn)導(dǎo)子。 完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) 普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) 流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) 轉(zhuǎn)導(dǎo) 低頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 局限轉(zhuǎn)導(dǎo) 高頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 噬菌體裂解第一個(gè)宿主時(shí)可能有三種情況： 1）包入的完全是噬菌體的 DNA（ 正常噬菌體 ） 2）包入的完全是細(xì)菌 DNA（ 完全缺陷噬菌體 ） 3）部分帶有噬菌體基因的 DNA（ 部分缺陷噬菌體 ） 轉(zhuǎn)導(dǎo)分別是由后兩種噬菌體參與進(jìn)行的。 （ 1） 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) （ generalized transduction） 定義： 通過 完全缺陷噬菌體 對(duì)供體菌任何 DNA小片段的 “ 誤包 ” 而實(shí)現(xiàn)其遺傳性狀傳遞至受體菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象 ， 稱為 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) 。 (普遍性 )轉(zhuǎn)導(dǎo)： plete transduction。 1952年發(fā)現(xiàn) ， 在 Salmonella typhimurium中存在轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象 。 在它的完全普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)中： 以其野生型菌株作為供體菌 營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株作為受體菌 P22噬菌體作為轉(zhuǎn)導(dǎo)媒介 ， 對(duì)供體菌是烈性噬菌體 ， 對(duì)受體菌是溫和噬菌體 過程： P22在供體菌內(nèi)增殖時(shí) ， 宿主的核染色體組斷裂 ， 待噬菌體成熟與包裝之際 ， 極少數(shù) （ 10 – 6 ~10 – 8） 噬菌體的衣殼將與噬菌體頭部核心大小相似的一段供體 DNA片段誤包入其中 ， 形成了一個(gè)完全不含噬菌體自身 DNA的缺陷噬菌體 。 供體菌裂解時(shí) ， 如把少量裂解物與大量受體菌群體相混 ， 使其 感染復(fù)數(shù) （ ） 1， 這種完全缺陷噬菌體就會(huì)將這一外源 DNA片段導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi) 。 在這種情況下 ， 由于一個(gè)受體細(xì)胞只感染了一個(gè)完全缺陷噬菌體 ， 故受體細(xì)胞不會(huì)發(fā)生往常的溶原化 ， 也不顯示其免疫性 ， 更不會(huì)裂解和產(chǎn)生正常的噬菌體；而由于導(dǎo)入的外源 DNA片段可與受體細(xì)胞核染色體組上的同源區(qū)段配對(duì) ，在通過雙交換而整合到受體菌染色體組中 ， 所以使后者成為一個(gè) 遺傳性狀穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子 。 完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) 一個(gè)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子的形成 1. 第一次交換 2. 第二次交換 3. 交換完成，外源 DNA摻入染色體組中 ? （ abortive transduction） 概念： 受體菌經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)獲得的供體 DNA片段在受體菌中不發(fā)生配對(duì) 、 交換和整合 ， 也不迅速消失 ， 而只是進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯（ 性狀表達(dá) ） ， 這種現(xiàn)象就稱為 流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo) 。 現(xiàn)象： 發(fā)生流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)的細(xì)胞在其進(jìn)行細(xì)胞分裂后 ， 只能將這段外源 DNA分配給一個(gè)子細(xì)胞 ， 而另一子細(xì)胞僅獲得供體基因的產(chǎn)物 ——酶 ， 在表型上表現(xiàn)出輕微的供體菌特征 ， 每經(jīng)過一次分裂 ， 就受到一次稀釋 ， 所以，能在選擇性培養(yǎng)基平板上形成微小菌落就是流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點(diǎn)。 2. 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo) 定義 ：通過 部分缺陷的溫和噬菌體 把供體菌的少數(shù)特定基因攜帶到受體菌中 ， 并獲得表達(dá)的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象 。 特點(diǎn) ： 噬菌體對(duì)供體菌和受體菌都是溫和噬菌體 只能轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌的個(gè)別特定基因 （ 一般為噬菌體整合位點(diǎn)兩側(cè)的基因 ） 該特定基因由 部分缺陷的噬菌體 攜帶 缺陷噬菌體是由于其在形成過程中所發(fā)生的低頻率 （ 約10 – 5） “ 誤切 ” ， 或由于 雙重溶源菌 的裂解而形成（ 約形成 50%缺陷噬菌體 ） 分類 ：低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)與高頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程 ?該溶源菌被誘導(dǎo)裂解時(shí) ， 有極少數(shù) （ ~ 10 – 5） 的前噬菌體（ prophage） 發(fā)生不正常切離（ abnormal excesion） ， 其結(jié)果會(huì)將插入位點(diǎn)兩側(cè)之一的少數(shù)宿主基因 （ 如 ?前噬菌體的兩側(cè)分別為發(fā)酵半乳糖的 gal基因或合成生物素的 bio基因 ） 連接到噬菌體 DNA上 （ 而噬菌體也將相應(yīng)的一段 DNA遺留在宿主的染色體組上 ） ， 通過衣殼的 “ 誤包 ” ， 就形成了一種特殊的噬菌體 ——缺陷噬菌體（ defective phage） 。 它們沒有將宿主溶源化的能力 ， 而是使宿主成為一個(gè)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)子 ， 對(duì) ?噬菌體沒有免疫性 。 ?溫和噬菌體感染受體菌后 ， 其 DNA會(huì)開環(huán) ， 以線狀形式整合到宿主染色體的特定位點(diǎn)上 ， 從而使宿主細(xì)胞發(fā)生溶源化 ， 并獲得對(duì)相同溫和噬菌體的免疫性 。 一般的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象中 ， 從宿主染色體上切離時(shí)發(fā)生不正常切離的頻率極低 ， 故這種裂解物中的部分缺陷噬菌體的比例是極低的 （ 10 – 4 ~ 10 – 6） 。 把這種裂解物稱為 LFT（ 低頻轉(zhuǎn)導(dǎo) ） 裂解物 。 用 LFT裂解物以 低 m. o. i（ 感染復(fù)數(shù) ） 感染宿主 ，就可獲得極少量的局限轉(zhuǎn)導(dǎo)子 ， 即低頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 。 （ LFT， low frequency transduction） 當(dāng)用 LFT裂解物以高 m. o. i 感染 E. coli gal–（ 不發(fā)酵半乳糖的營(yíng)養(yǎng)缺陷型 ） 菌株時(shí) ， 凡是感染有 λdgal噬菌體任一細(xì)胞 ，幾乎都同時(shí)感染有正常的 λ 噬菌體 。 這時(shí) λ 與 λdgal同時(shí)整合在一個(gè)受體菌的核染色體組上 ， 從而使它成為一個(gè) 雙重溶源菌 （ double lysogen） 。 當(dāng)雙重溶源菌被紫外線等誘導(dǎo)時(shí) ， 其中的 正常 λ 噬菌體的基因可補(bǔ)償 λdgal缺失的部分基因功能 ， 因而兩種噬菌體就同時(shí)獲得復(fù)制的機(jī)會(huì) 。 所以在雙重溶源菌中的正常 λ 噬菌體被稱為 助體 （ 或輔助 ） 噬菌體 （ helper phage） 。 雙重溶源菌的裂解物中含有等量的 λ 和 λdgal粒子 ， 稱為 HFT（ 高頻轉(zhuǎn)導(dǎo) ） 裂解物 。 用 HFT裂解物以低 m. o. I 感染另一個(gè) E. coli gal–（ 不發(fā)酵半乳糖的營(yíng)養(yǎng)缺陷型 ） 受體菌 ， 就可以高頻率地把它轉(zhuǎn)化為能發(fā)酵半乳糖的 E. coli gal+ 轉(zhuǎn)導(dǎo)子 。 是為 高頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 高頻轉(zhuǎn)導(dǎo) （ HFT， high frequency transduction） K12 (??)gal+(供體菌 ) ? (大量 ) + ?dgal+（ 105） (受體菌 ) ? dgal+ ? dgal+/ ? ? dgal+/ ?（雙重容源菌供體） ?(50%) + ?dgal+（ 50%） (受體菌 ) ? dgal+（轉(zhuǎn)導(dǎo)子） （雙重容源 轉(zhuǎn)導(dǎo)子） 高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)和低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)圖解 低頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 高頻轉(zhuǎn)導(dǎo) . . 噬菌斑 感染 概念：當(dāng)溫和噬菌體感染宿主而使其發(fā)生溶源化時(shí) ， 因噬菌體的基因整合到宿主的核基因組上 ， 而使后者獲得了除免疫性以外的新性狀的現(xiàn)象 ， 稱為溶源轉(zhuǎn)變 。 性質(zhì)：表面上與轉(zhuǎn)導(dǎo)相似 ， 而本質(zhì)上不同于轉(zhuǎn)導(dǎo) 。 區(qū)別： 當(dāng)宿主喪失其原噬菌體時(shí) ， 通過溶源轉(zhuǎn)變而獲得的新性狀也隨之消失 溫和噬菌體不攜帶來(lái)自供體菌的外源基因 ， 是噬菌體自身基因使宿主獲得新性狀 溫和噬菌體是完整的 ， 不是缺陷的 獲得新性狀的是溶源化的宿主細(xì)胞 ， 不是轉(zhuǎn)導(dǎo)子 （三）接合（ conjugation） 定義：供體菌 （ “ 雄 ” ） 通過其性菌毛與受體菌 （ “ 雌 ” ） 相接觸 ， 前者傳遞不同長(zhǎng)度的 DNA給后者 ， 并在后者細(xì)胞中進(jìn)行雙鏈化或進(jìn)一步與核染色體發(fā)生交換 、 整合 ， 從而使后者獲得供體菌的遺傳性狀的現(xiàn)象 ， 稱為接合 。 通過接合而獲得新性狀的受體細(xì)胞就是 接合子 （ conjugant） 存在范圍： 細(xì)菌： G – 較為多見如 E. coli、 Salmonella、 Shigella、Serratia 、 Vibrio 、 Azotobacter 、 Klebsiella 和Pseudomonas等最為常見 放線菌： Streptomyces 、 Nocardia 接合還可發(fā)生在不同屬的菌種之間 ， 如 E. coli與 Salmonella typhimurium之間或 S. typhimurium與 Shigella dysenteriae之間 接合 ——兩個(gè)親本細(xì)胞通過直接接觸來(lái)轉(zhuǎn)移遺傳物質(zhì)的基因重組方式。 通過接合而獲得新性狀的受體細(xì)胞就是 接合子（ conjugant） 1946年用 實(shí)驗(yàn)： Met+bio+thr+leu+ Metbiothr+leu+ Met+bio+thrleu [] [] [] [] 混合培養(yǎng) 離心洗滌后 接合及其發(fā)現(xiàn) A B E. coli的 F因子：決定性別的質(zhì)粒，屬于附加體（ episome），可以通過接合作用獲得，也可以通過丫啶類化合物、溴化乙錠或絲裂霉素 C的處理而消除。 根據(jù) F因子在 E. coli中的有無(wú)，及與染色體的關(guān)系，可將 E. coli分為四種類型： ① F– （ “ 雌性 ” ） 菌株： 細(xì)胞中不含有 F因子 ， 細(xì)胞表面不具有有性纖毛 。 可以通過與 F+、 F’或 Hfr菌株接合而 接受供體菌的 F因子 、 F’因子或 Hfr菌株的部分或全部遺傳信息 ， 相應(yīng)地可以轉(zhuǎn)變成 F+菌株 、 F’菌株或重組子 。 據(jù)估計(jì) ， 從自然界分離到的 2022株 E. coli中約有 30%是 F–菌株 。 ② F+（ “ 雄性 ” ） 菌株： 細(xì)胞內(nèi)含有 （ 1~4個(gè) ） 游離的 F因子 ， 細(xì)胞表面存在與 F因子數(shù)目相當(dāng)?shù)男跃?。 與 F– 相接觸時(shí) ， 可通過性菌毛將 F因子轉(zhuǎn)移到 F– 細(xì)胞中 ， 使之也變成 F+菌株 。 F因子以很高的頻率傳遞 ， 但含 F因子的宿主細(xì)胞的染色體 DNA一般并不被轉(zhuǎn)移 。 F+ F– F++ F+ 接合的一般過程： 接合時(shí) F+細(xì)胞與 F– 細(xì)胞相遇 ， 性菌毛與 F– 細(xì)胞表面發(fā)生吸附而形成接合管； F+細(xì)胞內(nèi) ， F因子的一條 DNA單鏈在特定的位點(diǎn)上發(fā)生斷裂； 斷裂后的單鏈逐步解開 ， 同時(shí)以另一條留存的環(huán)狀單鏈做模板 ， 通過模板的滾動(dòng) ，一方面把解開的單鏈以 5’為先導(dǎo)通過性菌毛推入 F– 細(xì)胞中 ， 另一方面 ， 在供體細(xì)胞內(nèi)以滾動(dòng)的環(huán)狀模板重新合成一條互補(bǔ)的環(huán)狀單鏈 ， 以取代傳遞到 F– 細(xì)胞中的那條單鏈 。 這種 DNA復(fù)制機(jī)制稱為 滾環(huán)模型 （ rolling circle model） ； 在 F– 細(xì)胞中 ， 以外來(lái)的供體 DNA線狀單鏈為模板合成一條互補(bǔ)單鏈 ， 并隨之恢復(fù)成環(huán)狀雙鏈 F因子 。 至此 ， 原來(lái)的 F– 菌株變成了 F+ 菌株 。 原來(lái)的供體仍為 F+ 菌株 。 ③ Hfr（ 高頻重組 ， high frequency rebination） 菌株： 含有與染色體特定位點(diǎn)整合的 F因子 。 因該菌株與 F– 接合后的重組頻率比 F+ 菌株高幾百倍而得名 。 Hfr菌株與 F–菌株接合時(shí) ， Hfr染色體雙鏈中的一條單鏈在 F因子處發(fā)生斷裂 ， F因子位于線狀單鏈 DNA的兩端 ， 整段單鏈線狀染色體從 5’端開始等速進(jìn)入 F–細(xì)胞 ，在沒有外界干擾的情況下 ， 全部轉(zhuǎn)移過程的完成需要約 120分鐘 。 由于種種原因 DNA轉(zhuǎn)移過程常會(huì)發(fā)生中斷 ， 所以越是前端的基因進(jìn)入 F– 細(xì)胞的機(jī)會(huì)越大 。 F因子位于線狀 DNA的末端 ， 進(jìn)入受體細(xì)胞的機(jī)會(huì)最小 ， 故這種接合引起轉(zhuǎn)性的頻率最低 ， 但可以出現(xiàn)各種重組子 。 Hfr F– H fr + F– （在大多數(shù)情況下） Hfr F– H fr + Hfr （在極少數(shù)情況下） 接合中斷試驗(yàn)與染色體圖： Hfr菌株與 F– 菌株接合與 F+ 菌株相似 ， 區(qū)別在于 F因子被分隔在核染色體組兩端 ， F因子的頭先進(jìn)入受體細(xì)胞 ， 然后是核染色體組 ， 只有核染色體組完全進(jìn)入受體細(xì)胞之后 ， F因子的尾才能進(jìn)入受體菌細(xì)胞 ，完成 DNA的傳遞 。 Hfr菌株與 F– 菌株的接合隨時(shí)都可能被中斷 ， 所以極少出現(xiàn)轉(zhuǎn)性的結(jié)果 ，而是形成各種各樣的重組子 。 接合中斷試驗(yàn) ：由 Wollman和 Jacob首創(chuàng) （ 1955） ， 首先認(rèn)