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1、关于遗传物传递机制简述..毕业生物种类不同,遗传物质传递方式和机制也不同。真核生物的雌雄个体通过减数分裂产生雌、雄生殖细胞,两者结合产生后代,遗传物质通过有性配子传给后代,这种繁殖方式叫做有性生殖。而原核生物细菌的遗传物质传递方式有三种:接合、转化和转导。1接合细菌的接合是指通过细菌细胞的直接接触,遗传物质从供体单向转移到受体中的过程。细菌细胞接合的供体细胞称为雄性细胞,受体细胞称为雌性细胞。而这种“雌雄性别”的差异是根据它们是否具有F质粒而确定的。含有F质粒的细菌,称为雄性菌株,标为F十菌株;不含有F质
2、粒的细菌为雌性菌株,标为F一菌株。F质粒亦称可育质粒,它是细菌染色体DNA以外的、能自主复制的、小的环状DNA分子,结构由自主复制区、重组区和转移区三部分组成。自主复制区包含转移的起点和2个复制起点(“iT和oriV),前者是在染色体转移进行滚环复制时的复制起点,..毕业后者是在营养时期和独立复制时的复制起点;重组区含有插人序列,可以是F因子整合到宿主染色体DNA的不同位点;转移区主要含有合成性伞毛的操纵子川。F质粒在细菌细胞内的存在方式有游离态和结合态两种,存在方式不同,遗传物质传递的机制也不同2〕。1
3、.1游离态F质粒游离态F质粒是独立存在于染色体DNA外且可自主复制的细菌质粒,含有这种质粒的细菌称为F+细菌,也称F十菌株z。若F十菌株与F一受体细菌以高浓度混合培养,两种细菌细胞相互接触,F+菌株的性伞毛便与F一菌株细胞膜上的受体蛋白形成接合管,F质粒DNA的一条链也从起点处断开,从接合管进人到F一细菌细胞中,并以此单链为模板合成双链,形成完整的F质粒,F,细菌也就变成了F十细菌。这种混合培养持续lh,便有约95%的F一细菌变成F十细菌。但是F十细菌染色体DNA进人F一细菌中,并形成重组子的频率很低,不
4、到百万分之一。这说明F十细菌染色体DNA并没有随同F质粒一同进人到F一细菌中。1.2结合态F质粒若使F因子整合到F十细菌染色体DNA分子中,F十细菌便含有了结合态F质粒。若将含有结合态F质粒的F+细菌与F一细菌进行杂交,两种细菌染色体DNA分子之间的重组频率比仅含游离态F质粒的F+细菌与F一细菌进行的杂交约高1000倍。这种含有结合态F因子的菌株称之为高频重组菌株,简称Ilfr菌株。当Hfr细菌与F一细菌杂交时,1五r细菌的性伞毛与F一细菌表面的受体蛋白结合形成接合管,结合态的F质粒DNA的一条链从原点处
5、打开一个缺口,打开的链从5’一Po4单链先进人F一细菌。由于整合后控制合成性伞毛的基因位于DNA环的末端,一般尚未进人受体细胞,接合管就可能断裂,转移中断,进人F一细菌的Hfr细菌的遗传物质只能是一个DNA片段,这样的F一细菌叫做部分二倍体。由此可见J价细菌中质粒DNA与染色体DNA完整进人F一细菌中的机会是极少的。.所以,在Hfr细菌与F一细菌的杂交中,F一细菌很少能够转变成F+细菌。只有当F因子的转移区最终也进人F一细菌中时,F一细菌才可能转变成F+细菌。l.3F’质拉F’质粒是游离态的F质粒的一种特
6、殊形式,是携带细菌染色体DNA片段的F质粒s。在Hfr菌株中,F质粒可以从细菌染色体DNA中切除出来,回复成游离态F质粒,通常这种切除是很准确的。但是如果F质粒从细菌染色体DNA切除时出现错误,即没有准确地将F质粒切除,而是留下了F质粒的部分片段,并带走细菌染色体DNA?的个别基因,这样形成的游离态质粒称为F’质粒。F’质粒虽然失去部分片段,但不影响F质粒的功能。含有F’质粒的细菌与F一细菌杂交时,F’质粒通过接合管进人F一细菌。这样,既转移了F质粒又转移了供体菌的个别基因。这种通过F’质粒将供体菌染色体
7、DNA的基因导人受体细菌,使受体细菌构成部分二倍体的过程,叫做性导3。例如,当携带供体细菌染色体DNA半乳糖发酵基因(lac斗)的F’质粒,通过细菌的有性接合进入F一受体细菌(la。一)中时,既转移了F质粒,又转移了供体菌的la。+基因。F’质粒进入F一受体细菌后,可为游离态,也可插人到F一细菌染色体DNA中。只有F’质粒插入到F-细菌染色体DNA中,受体细菌的lac基因才会由单倍体变成为二倍体,即由F一lac一变成为F+lac’/lac十,供体基因lac+才能表达。2转化2.1转化的概念转化是指受体菌由
8、于直接吸收了供体菌的遗传物质(DNA或RNA)而表现出供体菌的部分遗传性状或发生遗传性状改变的现象。转化的关键在于受体菌吸收外源遗传物质的能力,能进行转化的细菌必须是感受态的。所谓感受态是指受体细胞最易接受外源遗传物质的生理状态。转化分自然转化和人工转化两种类型川。自然转化是指在自然条件下,细菌能够吸收外源DNA而进行遗传转化的现象。在自然状态下,不是所有的细菌都能发生转化,只有在细胞膜上具有DNA移位酶的那些细菌才有可能发生
