细菌和噬菌体的重组作

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1、4.5细菌的遗传分析和基因定位细菌作为遗传研究对象的特点结构简单：属于原核生物，无明显细胞核，染色体裸露，不与组蛋白结合，不进行减数分裂。世代周期短：20分钟一代容易获得各种突变型①合成代谢缺陷型(营养缺陷型)②分解代谢缺陷型③抗性突变型易培养，可长期保藏细菌之间遗传物质的转移方式转化：细胞从周围介质中吸收裸露的DNA。接合：DNA从供体菌到受体菌直接转移。转导：由噬菌体所介导的DNA从供体菌到受体菌的转移。4.5.1细菌的转化和基因定位转化的类型①自然转化（naturaltransformation）细菌能够自然地吸收DNA，如枯

2、草杆菌的转化。②工程转化（engineeredtransformation）通过某种处理使细菌能够摄入外源DNA，如大肠杆菌的转化。转化效率：约1％转化片段的长度：20kb细菌转化过程示意图转化在基因定位中的应用判断两个基因的位置关系①观察DNA浓度降低时AB基因共转化频率的下降和A、B各自转化频率下降的程度：程度相同表明；共转化频率下降的程度远大于各自转化频率下降的程度，表明。②观察转化频率：AB共转化频率与A、B各自转化的频率相近，表明；相差很远，表明。基因作图：判断基因间的距离连锁不连锁连锁不连锁计算重组值遗传作图4.5.2细

3、菌的接合与基因定位一、接合现象的发现1946年，莱德伯格(Lederberg)和塔特姆(Tatum)A菌株：met－bio－thi＋leu＋thr＋（thi：硫胺素B1）B菌株：met＋bio＋thi－leu－thr－原养型：met＋bio＋thi＋leu＋thr＋A菌株：met－bio－thi＋leu＋thr＋（thi：硫胺素B1）B菌株：met＋bio＋thi－leu－thr－AA+BB基本培养基原养型：met＋bio＋thi＋leu＋thr＋出现频率：10－7分析原因发生了回复突变？可能是转化的结果。培养基中含有某些代谢产物，

4、混合后这些产物互相补充了对方的不足而得以在基本培养基上生长。结论：重组子的产生需要两个菌株的直接接触，二者之间发生了遗传物质的转移。Davis(1950)U型管实验结论：接合过程是一种单向转移，从供体到受体。二、遗传物质的转移方向1953年，海斯(W.Hayes)的杂交实验①菌株B（str处理）＋菌株A↓无菌落②菌株A（str处理）＋菌株B↓有菌落三、F因子1.F因子：致育因子（性因子）携带F因子的菌株称为供体菌或雄性，用F＋表示。未携带F因子的菌株为受体菌或雌性，用F－表示。2.F因子的组成：①复制区(含2个复制起点oriT,

5、oriV)；②致育基因区；③配对区（含有4个IS）3.F因子的转移：4.F+×F-的特点：(1)F因子转移的频率高，1/10，使F-→F+。(2)染色体重组频率低；10-6。(3)F+×F+不发生接合。因此，F+品系又称为低频重组品系(lowfrequencyrecombination，Lfr)。四、高频重组(Hfr)1.Hfr的形成及转移过程由F因子和细菌染色体的单交换产生；转移时带有供体细菌的染色体。2.Hfr的特点：(1)染色体重组频率高，比F+×F-高1000倍；(2)F因子转移频率低，F-→F+很少或没有。3.Hfr和F+

6、的联系和区别联系：都是雄性菌，含有F质粒区别：（1）前者高频重组，后者低频重组；（2）前者F因子转移频率低，后者F因子转移频率高；（3）前者F因子整合，后者F因子游离。五、中断杂交作图根据供体基因进入受体细胞的顺序和时间绘制连锁图的技术。1961年Jacob和Wollman供体HfrH：strsthr＋leu＋azirtonrlac＋gal＋受体F－：strrthr－leu－azistonslac－gal－操作方法：37℃混合培养每隔一段时间取样搅拌器中断杂交涂布含链霉素的基本筛选培养基影印培养于含链霉素的几种不同的培养基（选择培养

7、基）上观察重组子鉴定各基因的转移时间HfrH菌株各非选择标记基因进入F－细菌的时间和频率以基因出现的时间为标准，作出E.coli的遗传连锁图六、环状连锁图结论：不同Hfr菌株向F－细胞转移的顺序、起点和方向不同。表明大肠杆菌的染色体是环状的。七、细菌的重组作图细菌重组的特点：①基因重组发生在部分二倍体中；②只有偶数次交换才能产生平衡的重组子；③在选择培养基上只出现一种重组子，而没有相反的重组子。例如：根据中断杂交试验已知lac和ade基因是紧密连锁的，而且lac比ade先进入受体。Hfrlac+ade+strs×F-lae-ade-

8、strr未重组的基因型是lac+ade+重组体的基因型是lac-ade+lac-ade间的距离：lac-ade+(lac+ade+)+(lac-ade+)×100lac-ade+ade+＝×100八、F’因子与性导F’因子：从Hfr染