細(xì)菌及病毒的遺傳作(參考版)
2025-05-29 18:08本頁面
【正文】 原噬菌體離開細(xì)菌染色體時(shí)，偶爾可將噬菌體插入位點(diǎn)兩邊的細(xì)菌基因一起環(huán)落下來而形成混雜的 DNA片段，該 DNA片段由噬菌體蛋白質(zhì)衣殼包裹，再去侵染其他宿主細(xì)菌，可將特定的細(xì)菌基因帶入新的受體菌，進(jìn)而重組整合，這種轉(zhuǎn)導(dǎo)稱為 局限轉(zhuǎn)導(dǎo) 。（如 P P22噬菌體介導(dǎo)） 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) ? 流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo) ：指轉(zhuǎn)導(dǎo) DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞后，既不與受體基因組發(fā)生交換，又不隨宿主 DNA復(fù)制而復(fù)制，而是很穩(wěn)定地存在于細(xì)胞之中，由于細(xì)菌不斷增殖，故該轉(zhuǎn)導(dǎo)類型的細(xì)菌所占比例越來越少，以至最終消失，故稱為 流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo) 。 尋找原因的實(shí)驗(yàn) ?轉(zhuǎn)導(dǎo)的類型 ? 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) ：在噬菌體感染的末期，細(xì)菌染色體被斷裂成許多小片段，在形成噬菌體顆粒時(shí)，少數(shù)噬菌體將細(xì)菌的 DNA誤認(rèn)為是它們自己的 DNA，并包裹進(jìn)其蛋白質(zhì)衣殼內(nèi)，從而形成轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體，該噬菌體再去感染其他宿主時(shí)，就將所攜帶的細(xì)菌染色體片段帶入受體菌中，通過偶數(shù)次交換，進(jìn)而重組整合。 ? 抗噬菌體 P22的沙門氏菌菌株對(duì)過濾性因子也表現(xiàn)為抗性。 ? FA與從溶源性菌分離得到的噬菌體 P22的質(zhì)量大小相同。并說明它是一種可通過濾膜的過濾性因子（ FA）。 ? 轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) Lederbery及其研究生 Zinder（ 1951） 首先在鼠傷寒沙門氏菌（ Salmenella typhimurium） 中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。但對(duì)供體中其他的基因轉(zhuǎn)移的很少。 ? Hfr細(xì)胞： 對(duì)完整 F因子的轉(zhuǎn)移頻率很低，而對(duì)供體細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移的效率很高，但能在受體細(xì)胞里發(fā)生重組的頻率要低些，因?yàn)榫€性的供體染色體要經(jīng)過偶數(shù)次交換才能重組進(jìn)受體的染色體中形成穩(wěn)定的環(huán)狀 DNA。 ?F?因子 的用途 不同的 F?因子 帶有不同的細(xì)菌 DNA片段，可覆蓋全部染色體基因，可用于構(gòu)建部分二倍體菌株，用來研究基因的相互作用，確定顯隱性關(guān)系，構(gòu)建遺傳圖譜，進(jìn)行互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)以鑒定兩個(gè)突變是屬于一個(gè)基因還是兩個(gè)基因等。 性導(dǎo) F’因子的轉(zhuǎn)移（性導(dǎo)） ?F?因子 使細(xì)菌 重組的特點(diǎn) ?F?因子 以極高的比率轉(zhuǎn)移 它攜帶的基因；如同 F+高效轉(zhuǎn)移 F因子一樣。 ①兩個(gè)基因雙轉(zhuǎn)化的效率 ②基因定位（遺傳作圖） trp2+ his2+tyr1+ trp2 his2tyr1 trp2 + + + + his2 + + + + tyr1 + + + + 數(shù)目 11940 3660 685 107 2600 418 1180 轉(zhuǎn)化子類型 基因座位 ? 轉(zhuǎn)化在遺傳分析中的應(yīng)用 11940 685 13805 1180 2600+418 6785 3660+107 11940 418 12465 107 2600+1180 8125 3660+685 11940 2600 18200 3660 107+1180 2390 418+685 107 525 418 親本類型 重組類型 重組值 trp2 his2 trp2 tyr1 his2 tyr1 11940 +3660+ 2600+ 1180+ 685 % %+2 % % % 雙交換型 + + + trp2 his2 tyr1 33 連鎖遺傳圖 trp2 33 his2 tyr1 ?F?因子 ： Hfr菌株在切除 F因子時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤切除，分離出一個(gè)攜帶 F因子和部分宿主染色體基因的遺傳因子，這種帶有宿主染色體基因的 F因子稱為 F?因子 。不同細(xì)菌轉(zhuǎn)化過程有一定差異，但是它們都存在幾個(gè)方面的特征，即： ? 感受態(tài)與感受態(tài)因子： ? 感受態(tài) 指細(xì)菌能夠從周圍環(huán)境中吸收 DNA分子進(jìn)行轉(zhuǎn)化的生理狀態(tài) ? 感受態(tài)主要受一類蛋白質(zhì) (感受態(tài)因子 )影響，感受態(tài)因子可以在細(xì)菌間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從感受態(tài)細(xì)菌中傳遞到非感受態(tài)細(xì)菌中，可以使后者變?yōu)楦惺軕B(tài) ? 一般認(rèn)為感受態(tài)出現(xiàn)在細(xì)菌 對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期 ，并且某些處理可以誘導(dǎo)或加強(qiáng)感受態(tài)，以大腸桿菌為例，用 Ca2+(如 Call2)處理對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期的大腸桿菌可以增強(qiáng)其感受能力 ? 供體 (donor)DNA與受體 (receptor)細(xì)胞結(jié)合(binding)： ? 結(jié)合發(fā)生在受體細(xì)胞特定部位 (結(jié)合點(diǎn) ) ? 對(duì)供體 DNA片段有一定要求 ? 結(jié)合是一個(gè)可逆過程 ? DNA攝?。? ? 當(dāng)細(xì)菌結(jié)合點(diǎn)飽和之后，細(xì)菌開始攝取外源 DNA ? 往往只有一條 14kbDNA單鏈 進(jìn)入細(xì)胞 (單鏈攝入 )，另一條鏈在膜上降解 ? 聯(lián)會(huì) (synapsis)與外源 DNA片段整合 (integration)： ? 整合 指單鏈轉(zhuǎn)化 DNA與受體 DNA對(duì)應(yīng)位點(diǎn)置換，穩(wěn)定摻入到受體 DNA中的過程，實(shí)際上就是 遺傳重組 過程 ? 研究整合的分子機(jī)制也就是研究遺傳重組的分子機(jī)制 轉(zhuǎn)染 ：用除去蛋白質(zhì)外殼的 病毒核酸 感染細(xì)胞或原生質(zhì)體的過程稱為 轉(zhuǎn)染 。 ? Avery等人的實(shí)驗(yàn)實(shí)際上也表明：決定細(xì)菌遺傳類型的物質(zhì)是 DNA，即證明了 DNA就是遺傳物質(zhì) ? 但由于他們采用的實(shí)驗(yàn)方法當(dāng)時(shí)不被人們廣泛接受，而且得出的結(jié)論與當(dāng)時(shí)人們的傳統(tǒng)觀念不符合，而長(zhǎng)期沒有得到人們的承認(rèn)。 ?實(shí)例 ?轉(zhuǎn)化的過程 ?轉(zhuǎn)化在遺傳分析中的應(yīng)用 基礎(chǔ)知識(shí) ? 野生型肺炎雙球菌菌落為 光滑型 ，一種突變型為 粗糙型 ，兩者根本差異在于莢膜形成 ? ? 莢膜的主要成分是多糖，具特殊的抗原性 ? 不同抗原型是遺傳的、穩(wěn)定的，一般情況下不發(fā)生互變 莢膜 菌落 毒性 類型 光滑型S 發(fā)達(dá) 光滑 有 I, II, III 粗糙型R 無 粗糙 無 I, II Griffith轉(zhuǎn)化研究 (1928) Griffith對(duì)其試驗(yàn)結(jié)論及發(fā)展 ? 根據(jù)上述研究結(jié)果 Griffith認(rèn)為： ? (有毒 )死細(xì)菌中的某種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到 (無毒 )活細(xì)菌中，并使之具有毒性，導(dǎo)致小家鼠死亡 ? 將這種細(xì)菌遺傳類型的轉(zhuǎn)變稱為 轉(zhuǎn)化 ，并將引起轉(zhuǎn)化的物質(zhì)稱為 轉(zhuǎn)化因子 (tranforming principle) ? 但是當(dāng)時(shí)的化學(xué)與生化分析技術(shù)還無法鑒定殺死細(xì)菌中的確切成分，因而不能確定轉(zhuǎn)
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