细菌和病毒的遗传性导转导.ppt
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1、细菌和病毒的遗传性导转导三、性导(sexduction)P223一性导概念:接合时由F因子所携带的外源DNA转移到细菌染色体的过程。2021/1/122二F因子nF因子整合到宿主细菌染色体的过程是可逆的。正常、准确F因子的整合与环出图2021/1/123二F因子P224n阿代尔伯格和伯恩斯(Adelberg,E.和Burns,S.,1959)称这种携带有某些细菌染色体基因的F因子为F因子。非正常环出laclacFlacHfrFF图10-25 F因子的形成2021/1/124二F因子P223部分二倍体图-F因子的形成2021/1/125三、F因子特点P224F因子使细菌带有某些突出的特点:vF因
2、子以极高的比率转移它的基因,如同F+细菌以极高的比率转移它的F+因子一样;vF因子有极高的自然整合率,而且整合在一定的座位上,因为它有与细菌染色体的同源区段。2021/1/126四F因子转移a2021/1/127第一,利用不同的F的性导可以测定不同基因在一起转移的频率。第二,观察由性导形成的杂合部分二倍体中某一性状的表现,可确定这一性状的等位基因的显隐关系。第三,性导形成的部分二倍体也可用作互补测验,确定两个突变型是同属于一个基因还是不同基因。P224五性导在大肠杆菌的遗传学研究中非常有用:v小结:F,Hfr,F的接合对照2021/1/1282021/1/129四、转导(transductio
3、n)一概念:以噬菌体为媒介所进展的细菌遗传物质重组的过程。P224二转导现象的发现 黎德伯格Lederberg和津德Zinder在1952年首先在鼠伤寒沙门氏菌Salmenella typhimurium中发现转导现象。2021/1/1210四、转导(transduction)P224实验材料:沙门氏菌的两种营养缺陷型LA22、LA2品系 LA22:苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸缺陷型phe-trp-tyr-LA2:甲硫氨酸、组氨酸缺陷型met-his-实验方法:将LA22、LA2两菌株混和,在根本培养基(固体)上 涂布培养。实验结果:平板上长出原养型菌落(+)。2021/1/1211四、转导(tr
4、ansduction)v原因 v是否为接合或转化引起的?P224单独培养单独培养混合培养LA22LA2phe-trp-tyr-met+his+phe+trp+tyr+met-his-基本培养基培养是否形成原养型菌落否 是 否2021/1/1212三寻找原因的实验U型管实验,排除了接合的可能。P225一种可通过滤膜的过滤性因子FA利用DNA酶处理,FA不受DNA酶影响,仍得到重组体,排除了转化作用的可能。图例-U型管实验2021/1/1213三寻找原因的实验FA与从溶源性菌别离得到的噬菌体P22的质量大小一样。P225FA与从溶源性菌别离得到的噬菌体P22的质量大小一样。用抗P22的血清或加热处
5、理,P22的感染性和过滤性因子FA功能失活的速率一样。抗噬菌体P22的沙门氏菌菌株对过滤性因子也表现为抗性。这些结果说明:FA就是温和噬菌体P22。2021/1/1214U型管实验结果的解释:转导噬菌体-转导温和噬菌体P22溶源性细菌2021/1/1215四转导的类型图a、普遍性转导图-噬菌体转导图b、特殊性转导 /局限性转导2021/1/1216部分二倍体普遍性转导过程图转导细菌染色体组的任何不同部分转导噬菌体转导体2021/1/1217普遍性转导 v由此形成的具有重组遗传构造的细菌细胞叫转导体transductant。可以进展细菌遗传作图-与共转化作图类似例如a基因和b基因的共转导频率很高
6、,和c基因的共转导频率也很高,而b和c很少或完全不在一起转导,这三个基因的次序就应为bac。假如研究三因子转导(three-factor transduction),只需分析一个实验的结果就可以推出三个基因的次序。v两个基因同在一起转导称为并发转导/共转导(cotransduction),v 共转导的频率 基因在染色体上的间隔 关系v 确定基因在染色体上的排列顺序2021/1/1218普遍性转导v例如:供体基因型a+b+c+,受体的基因型为a-b-c-。v 供体用P1噬菌体感染,P1的后代再用来感染受体细胞,然后把受体细胞接种在选择培养基上。v假如通过中断杂交三个基因中的一个如a不在中间,就可
7、对a+进展选择,即在对a+进展选择的选择培养基上,把可以生长的a+细胞选出来。然后,再把被选择的受体细胞重复接种在其他对b+或c+进展选择的选择培养基上,检查a+细胞是否同时具有b+和c+。2021/1/1219普遍性转导 n最少的一类转导体应当代表最难于转导的情况,这种转导体是同时发生交换次数最多的一类。n这种转导子的基因排列应为两边是供体基因,而中间为受体基因。n假定由实验得到的最少的转导体类别为a+b+c-,则就可以确定,这三个基因的正确次序应当是acb或bca,而不是abc。2021/1/1220普遍性转导 10-27最少的转导子类型P227v由基因的共转导频率 还可推算出三个基因之间
8、的物理间隔 2021/1/1221v假设两个基因严密连锁,就可能经常在一起转导,合转导频率将接近于1。假如两个基因从来或者几乎不包含在同一转导DNA片段中,它们的合转导频率接近于或等于0。利用这种关系可以求出同一染色体上两个基因之间的物理间隔。经推导,得到以下计算公式:P228自学vd=同一染色体上两基因之间的物理间隔。vL=转导DNA的平均长度。vX=两个基因合转导的频率。v转导颗粒DNA的平均长度(约为1个病毒基因组的大小)知道后,就可以依上述公式估算出两个较近基因间的分子间隔。2021/1/1222普遍性转导 n首先在受体中选择标记基因;n然后把受体细菌培养在选择性培养基上,检查其他非标
9、记基因的有无;n 例-把受体菌放在azisthr+的根本培养基上培养,leu就成为选择的标记基因,因为在该培养基上只有leu+细胞才能生长。n对每个选择的标记基因进展屡次实验,以确定其未选择标记基因出现的频率,确定基因顺序。按照前面的原理,对那些leu+的细胞进一步进展涂布培养,以测试它们是aziR或aziS,是thr+或thr-。例如E.coli thr+leu+azi+供体,用P1噬菌体转导受体thr-leu-azi-2021/1/1223普遍性转导 n利用上述实验可以说明三个位点之间的连锁关系。n实验1说明leu和azi相近,leu和thr则不相近。因为有一半时间从供体携带的leu+基因
10、是由aziR伴随的;而只有2%的时间由thr+伴随。表10-72021/1/1224普遍性转导 n基于这个分析,可以有下面两种可能的排列:n实验2说明leu比azi更接近thr。因为有3%的时间leu+和thr+是并发转导(co-tranmsduction)的,但aziR和thr+则没有发生过并发转导,因此可以肯定基因的顺序应是:n n实验3说明这个顺序是正确的,因为leu+thr+片段从未携带有aziR。2021/1/1225普遍性转导 n从上述分析中还说明了转导片段的大小。在thr和leu之间的DNA长度已接近于这个片段大小的极限。因为它们的并发转导只有2-3%,接近leu的azi位点从未
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