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1、第八章 细菌和噬菌体的遗传重组第一节 基因和产物的符号4 细菌: 表型 野生型 Gal,突变型 Gal或 Gal ;基因型 野生型 gal 突变型 gal 或 gal 4 酵母:4 啤酒酵母 基因: GAL4,CDC284 蛋白质:GAL4,CDC284 非洲粟酒酵母 基因: gal4,cdc2 4 蛋白质:Gal4, Cdc24果蝇: 以1-4个字母表示。基因:white(w ),tailless( tll ),hedgehog( hh );蛋白:White, Tailless, Hedgehog 4植物: 没有惯用法,大多数用1-3个小写字母表示。Arabidopsis 基因用果蝇的方法命
2、名但用大写字母 ,如 基因 AGAMOUS(AG),蛋白 AGAMOUS。4脊椎动物: 一般以1-4个小写字母表示其基因功能。例如,基因sey, myc, 蛋白 Sey, Myc4人类: 方法如脊椎动物但需大写。例如基因 MYC、SRY,蛋白MYC、ENO1。基因产物的命名无统一的规定,现在一般都用正体 ,全部大写,或第一个字母大写,如Gal或GAL。第二节细菌转化4在细菌中遗传物质有三种转移的形式:转化(transformation)接合(conjugation)转导(transduction)4共同特点是:(1)单方向转移;(2)产生部分二倍体(partial diploid);(3)基因
3、只有整合到环状染色体上才能稳 定地遗传。4自然转化(natural transformation)在自然转化中细菌可以自由地吸收DNA,通过它来进行遗传转化;枯草杆菌中的转化属于自然转化。4工程转化(engineered transformation )在这种转化中,细菌发生改变使得它们能摄入并转化外源DNA。E.coli 转化就属于工程转化。4接合是DNA从细胞到细胞直接转移。4转化细胞从周围介质中吸收裸露的DNA。4转染对裸露的病毒基因组DNA/RNA的吸收。 (在动物细胞中,从周围介质中吸收任何裸露DNA都称为转染。在酵母和植物细胞中导入裸露的DNA可以称为转染或转化)4转导通过病毒颗粒
4、介导将染色体或质粒DNA转移 到细胞中。普遍性转导:宿主 DNA片断可能取代病毒基 因组被包装在噬菌粒中(1) 载体为P1,P22噬菌体; (2) 经错误包装宿主 DNA片断和同源重组;(3) 转移任何片断。特异性转导:宿主 DNA共价地加入到病毒基 因组中(1) 载体为噬菌体; (2) 经特异位点整合或 同源重组; (3) 转移特定的基因。第三节细菌的接合4一、E.coli 接合的发现1946年莱德伯格(Lederberg, J.) 和塔特 姆 (Tatum) 发现细菌的接合( conjugation)。细菌接合是指通过细胞的直接接触,遗 传信息从供体单向转移到受体的过程。两大难题:4 ab
5、ab ab (10-7 )和回复突变频率相近,难以区别。4(2) E.coli杂交产生重组频率为107,筛查重组子的工作量太大。解决的方法:4(1)使用多重突变型(multiple auxotrophs)4 (2)是采用基本培养基和选择培养基4细菌同宗配合(homothallic)A品系:met bio thi leu thr(thi:硫胺素B1)B品系:met bio thi leu thrA A+B B基本培养基met bio thi leu thr质疑:4 细菌的杂交实验获得的重组子可能 是转化的结果。4 培养基中含有某些代谢产物,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
6、上生长。二、单向转移与F因子 1952年 海斯(W. Hayes)大剂量链霉素A品系 无影响大剂量链霉素B品系 阻止了重组4提出异宗配合(heterothallic)4意外的发现:三.致育因子(fertility factor,F)(1)有F因子的细菌称为F,细菌增殖时可把 F因子传递给后代。 (2)没有F因子的细菌称为F,F细菌经吖啶橙处理而丢失,成为F。F因子一经丢失 ,细胞中便不再出现; (3)F可以和F杂交,而不能和F杂交; (4)FF的杂交后代皆为F,而且可以107频率获得重组体后代。转移区(transfer region)长33 Kb四.高频重组(High frequence re
7、combination,Hfr)1951年 Cavalli发现 用氮芥处理F 然后将处理后的FF104 1954年 Hayes 也分离了Hfr品系,发现:(1)Hfr使重组能力增加,但无传递F因子 的能力,Hfr F F (2)Hfr只能将供体基因组的一部分传给 受体,Hayes的解释是Hfr的F因子发生 了永久性改变。FF 重组子 此称为Hfr五.Hfr和F因子的关系1.F因子的结构(1)重组区;(2)复制区:2个复制起点;(3)接合转移区F 因子 (F-factor) 转 重移 IS3 组 IS3 区 区O IS2P OriT OriV复 区制 2.结合的过程:(1)F纤毛(F pili)的合成,由纤毛素(pilin)蛋 白构成,接合管仅使细胞初步接触; (2)转移启动 转移起始区(transfer origin,Ori T) ,滚环复制; (3)单链转移,复制,或重组。3.F因子的整合特点4F有多个整合位点,主要在IS3处;4E.cili染色体上有20个以上的整合位点 ;4双向整合,4整合通过 a. IS3等同源重组;b. 转座