微生物学课件第二节 细菌基因转移的方式
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二十世纪生物科学具有划时代意义的巨大事件，推动了 生物科学的迅猛发展，并带动了生物技术产业的兴起。
微生物在基因工程的兴起和发展过程中起着 不可替代的作用！
“微生物与基因工程”
一、基因工程的基本过程
1. 基因分离： a）分别提取供体DNA和载体DNA b）用专一性很强的限制性核酸内切酶分别切割供体和载体DNA
Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时， 形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子， 特称为F′因子。
F′×F-与F+×F-的不同：给体的
部分染色体基因随F′一起转入受体细胞
a）与染色体发生重组； b）继续存在于F′因子上，
形成一种部分二倍体；
二 细菌的转导（transduction）
由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式： 一个细胞的DNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中
能将一个细菌宿主的部分染色体或质粒DNA 带到另一个细菌的噬菌体称为转导噬菌体
细菌转导的二种类型：
普遍性转导 局限性转导
1 普遍性转导（generalized transduction）
噬菌体可以转导给体细菌染色体的任何部分到
受体细胞中的转导过程
1951年，Joshua Lederberg和Norton Zinder为了证实大肠杆菌以外 的其它菌种是否也存在接合作用，用二株具不同的多重营养缺陷型 的鼠伤寒沙门氏菌进行类似的实验：
抗生素筛选
G ene cloning and E xpression using Plasm id pB R 322
DNA聚合酶
能够把脱氧核糖核苷酸连续地加到双链DNA分子引物链的 3’-OH 末端,催化核苷酸的聚合作用,而不发生从引物模板上 解离的情况.
常见的DNA聚合酶：最常用的依赖于DNA的DNA聚合酶 是
d）F′菌株，Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时， 形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为F′因 子。 细胞表面同样有性菌毛。
1） F+×F-杂交
F+菌株的F因子向F-细胞转移，但含F因子的宿主细胞 的染色体DNA一般不被转移。
杂交的结果：给体细胞和受体细胞均成为F+细胞
2）Hfr ×F-杂交
部分缺陷的温和噬菌体
把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中的过程
温和噬菌体λ裂解时的 不正常切割：包含gal或 bio基因
（几率一般仅有10-6）
3 局限性转导与普遍性转导的主要区别：
a）普遍性转导是误包；局限性转导是误切。 b）局限性转导颗粒携带特定的染色体片段并将固定的个别基因
导入受体，故称为局限性转导。而普遍性转导携带的宿主基 因具有随机性，包装的可能全部是宿主菌的基因。
限制性内切酶
I型：单一多功能(限制-修饰)的酶，不是特异性的切割，所 以用处不大。III型：双功能的酶，特异性的切割，用处不大。 II型：分开的核酸内切酶和甲基化酶 (EcoRI, MEcoRI)。特 异性的切割，十分有用。识别序列通常由4-8个碱基对组成， 具有回文结构。
EcoRI: Escherichia coli RY13, 识别序列:GAATTC CTTAAG
BamHI: Bacillus amyloliquefaciens H, 识别序列:GGATCC CCTAGG
限制性内切酶的剪切方式
常 用 限 制 性 内 切 酶
酶连
DNA连接酶(1967,许多实验室同时发现)的发现和应用 对于重组DNA技术的创立和发展也具有头等重要的意义。 将两段DNA拼接起来的酶叫连接酶，目前已知有三种方 法可以用来在体外连接DNA片段：
普 遍 性 转 导 过 程
2 局限性转导（specialized transduction） 把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中的过程
温和噬菌体感染
整合到细菌染色体的特定位点上
宿主细胞发生溶源化
溶源菌因诱导而发生裂解时， 在前噬菌体二侧的少数宿主 基因因偶尔发生的不正常切 割而连在噬菌体DNA上
其环境要素是干燥低温缺氧缺营养境要素是干燥低温缺氧缺营养以及添加保护以及添加保护生活态传代培养保藏法连续在活宿主上内移种湿法半固体琼脂柱休眠态液体介质蒸馏水糖液其它溶液干法藏在玻璃管内吸附在合适的载体上3菌种保藏的方法菌种保藏的方法几种常用菌种保藏方法的比较几种常用菌种保藏方法的比较方法名称方法名称主要措施主要措施适宜菌种适宜菌种保藏期保藏期评评冰箱保藏法斜面冰箱保藏法斜面冰箱保藏法半固体冰箱保藏法半固体石蜡油封藏法石蜡油封藏法沙土保藏法沙土保藏法冷冻干燥法冷冻干燥法低温低温低温低温低温缺氧低温缺氧干燥无营养干燥无营养干燥无氧干燥无氧低温有保护低温有保护各大类各大类细菌酵母菌细菌酵母菌各大类各大类产孢子微生物产孢子微生物各大类各大类36月月612612月月12年年110110年年515515年年以上以上简便简便简便简便简便简便简便简便有效有效简便简便有效有效一般斜面或半固体穿刺一般斜面或半固体穿刺4石油微生物除外石油微生物除外
三 细菌的遗传转化（genetic transformation）
定义：游离DNA分子(质粒和染色体DNA)被自然或人工
感受态细胞摄取，并得到表达的基因转移过程。
1、转化
1928年，Griffith发现肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae） 的转化现象
目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力
第一种：粘性末端连接；
第二种：平端连接；
第三种：先在DNA末端加上化学合成的衔接物或接头， 使之形成粘性末端，再进行连接。
T4噬菌体DNA连接酶：它催化DNA 的5’磷酸基与3’羟基 之间形成磷酸二酯键（Weiss等，1968）
转化
重组质粒DNA进入受体细胞，并在受体细胞内稳定维持和表达 的过程。 感受态细胞的转化 电穿孔转化
含有F因子的细胞：“雄性”菌株（F+），其细胞表面有性菌毛 不含F因子的细胞：“雌性”菌株（F-），细胞表面没有性菌毛
F因子的四种细胞形式
a）F-菌株， 不含F因子，没有性菌毛，但可以通过 接合作用接 收F因子而变成雄性菌株（F+）；
b）F+菌株， F因子独立存在，细胞表面有性菌毛。 c）Hfr菌株，F因子插入到染色体DNA上，细胞表面有性菌毛。
一、质粒克隆载体
特点：
a）低分子量有利于DNA的分离和操作； b）具有较高拷贝数；
c）易于导入细胞； d）具有安全性；
质粒载体克隆外源DNA片段的大小一般不超过15Kb
二、λ噬菌体克隆载体
将野生型λ噬菌体DNA进行改造后建成，主要是去掉噬菌体 DNA上过多的常用限制酶的酶切位点，及对非必要基因区域 进行改造。
用CaCl2处理细胞，电穿孔等是常用的人工转化手段。
接合 (conjugation)：
细胞与细胞的直接接触（由F因子介导）
转导(transduction)：
由噬菌体介导
自然遗传转化(natural genetic transformation)：
游离DNA分子 + 感受态细胞
第三节 基因克隆及重组DNA技术
用“U”型管进行同样的实验时，在给体和受体细胞 不接触的情况下，同样出现原养型细菌！
沙门氏菌LT22A是携带P22噬菌体的溶源性细菌 另一株是非溶源性细菌
基因的传递很可能是由可透过“U”型管滤板 的
P22噬菌体介导的
一个表面看起来的规研究却导致 一个惊奇和十分重要发现的重要例证！
（普遍性转导这一重要的基因转移途径的发现）
基因工程工具酶
基因工程所用到的绝大多数工具酶都是从不同微生物 中分离和纯化而获得的
一、限制性核酸内切酶（restriction endonuclease）
能识别双链DNA分子的特定序列，并在识别位点或其附近切割 DNA的一类内切酶。简称为限制性酶（restrition enzyme）。
在细菌细胞内限制性酶与DNA甲基化酶共同构成细菌的 限制–修饰系统，利用限制酶降解进入细胞内的外源DNA， 同时用甲基化酶修饰细菌本身DNA，以避免被酶降解。
进行转化，需要二方面必要的条件：
转化因子：外源游离dsDNA分子 受体细胞处于感受态：最容易接受外源DNA的一种生理状态
以革兰氏阳性的肺炎链球菌为材料，其转化过程大体是：
– 1、双链DNA片段与感受态受体菌的细胞表面特定位 点结合。
– 2、在位点上的DNA发生酶促分解，形成平均分子量 为（4~5) x 106D的DNA片段。
大肠杆菌DNA聚合酶I（全酶）（DNA聚合酶；5’-3’外切 核酸酶；3’-5’外切核酸酶）;
大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段，（没有5’-3’外切核 酸酶的活性）；
Taq DNA聚合酶(Thermus aquaticus;1976;Chien),能耐高
温；
pfu DNA聚合酶(Pyrococcus furiosus),高保真性。
转化全过程
转化整合过程
转化过程的特点：
a）对核酸酶敏感； b）不需要活的DNA供体细胞； c）转化是否成功及转化效率的高低主要取决于 转化（DNA）给体菌株和转化受体菌株之间的 亲源关系； d）通常情况下质粒的自然转化效率低
人工转化
在自然转化的基础上发展和建立的一项细菌基因重组手段， 是基因工程的奠基石和基础技术。 用多种不同的技术处理受体细胞，使其人为地处于一 种可以摄取外源DNA的“人工感受态”。
基因克隆
利用DNA体外重组技术，将一个特定的基因或 DNA序列插入一个载体DNA分子上，导入宿主 细胞内，使其扩增和表达。
基因工程（genetic engineering）或 重组DNA技术(recombinant DNA technology)
是指对遗传信息的分子操作和施工，即把分离到的或 合成的基因经过改造，插入载体中，导入宿主细胞内， 使其扩增和表达，从而获得大量基因产物，或者令生 物表现出新的性状。
DNA扩增 PCR反应
PCR的基本反应体系
（以DNA为模板的反应：
10×缓冲液 4种dNTP混合物 引物 模板DNA Taq DNA聚合酶 Mg2+
加双或三蒸水至
10 l 各200 mol/L 各10～100 pmol 0.1～2 g 2.5 u
1.5 mmol/L
100 l
Taq DNA聚合酶
2. 体外重组 在DNA连接酶的作用下使具有相同粘性末端的供体DNA片段和 载体连接，成为重组载体。
3. 重组载体的传递与筛选 用人工转化的方法将重组载体导入受体细胞中，并通过一定 的筛选标记筛选得到含有目的外源片段的重组子.
4. 在特定的宿主中表达,得到基因工程产品
G ene cloning and E xpression using Plasm id pB R 322
– 3、 DNA双链中的一条单链逐步降解，同时，另一条 单链逐步进入细胞。
– 4、 转化DNA单链与受体菌染色体组上的同源区段配 对，接着受体染色体组的相应单链片段被切除，并被外 来的单链DNA所交换和取代，于是形成了杂种DNA区 段。
– 5、受体菌染色体组进行复制，杂合区段分离成两个， 其中之一类似供体菌，另一类似受体菌。当细胞分裂后， 此染色体分离形成了一个转化子。
Hfr菌株的F因子插入到染色体DNA上，因此只要发生接合转移转移 过程，就可以把部分甚至全部细菌染色体传递给F-细胞并发生重组 ，由此而得名为高频重组菌株。
Hfr菌株仍然保持着F+细胞的特征，具有F性菌毛，并象F+一样与 F-细胞进行接合。所不同的是，F因子的先导区(leading region)结 合着染色体DNA向受体细胞转移，F因子除先导区以外，其余绝 大部分是处于转移染色体的末端，由于转移过程常被中断，因此F 因子不易转入受体细胞中，故Hfr×F-杂交后的受体细胞(或接合 子)大多数仍然是F-。
染色体上越靠近F因子的先导区的基因，进入的机会 就越多，在F-中出现重组子的的时间就越早，频率也高。
F因子不易转入受体细胞中，故Hfr×F杂交后的受体细胞（或称接合子）大多 数仍然是F-。
3细）胞F基′因×的F这-杂种交转移过程又常称为性导（sexduction）、F因子转导
（F-duction），或F因子媒介的转导（F-mediated transduction）。
第七章 微生物遗传和变异
一 细菌的接合作用(conjugation)
接合作用：通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗 传信息转移和重组过程
证实接合过程需要细胞间的直接接触的 “U”型管实验（ Bernard Davis，1950 ）
2. 机制
接合作用是由一种被称为F因子的质粒介导 F因子的分子量通常为5×107 Da ，上面有编码细菌产生 性菌毛（sex pili）及控制接合过程进行的20多个基因。
大 肠 杆 菌 生 产 胰 岛 素
假 单 胞 菌 生 产 毒 素 蛋 白
二、基因工程的发展历史
对基因工程的建立与发展具有重要意义的几项关键技术：
DNA的特异切割 DNA的分子克隆（人工转化方法的建立）
DNA的快速测序 DNA合成技术 聚合酶链式反应（PCR）（DNA的体外扩增） DNA的定点诱变技术
来自水生栖热菌 良好的耐热性 Mg2+依赖性 无校正功能
Thermus aquaticus
Pfu DNA聚合酶
来自Pyrococcus furiosus(激烈火球菌
“Pfu” ) 纠错功能，高保真性
基因工程的常用载体：
质粒载体 λ噬菌体载体 柯斯质粒载体 M13噬菌体载体 噬菌粒载体 真核细胞的克隆载体 人工染色体
微生物在基因工程的兴起和发展过程中起着 不可替代的作用！
“微生物与基因工程”
一、基因工程的基本过程
1. 基因分离： a）分别提取供体DNA和载体DNA b）用专一性很强的限制性核酸内切酶分别切割供体和载体DNA
Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时， 形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子， 特称为F′因子。
F′×F-与F+×F-的不同：给体的
部分染色体基因随F′一起转入受体细胞
a）与染色体发生重组； b）继续存在于F′因子上，
形成一种部分二倍体；
二 细菌的转导（transduction）
由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式： 一个细胞的DNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中
能将一个细菌宿主的部分染色体或质粒DNA 带到另一个细菌的噬菌体称为转导噬菌体
细菌转导的二种类型：
普遍性转导 局限性转导
1 普遍性转导（generalized transduction）
噬菌体可以转导给体细菌染色体的任何部分到
受体细胞中的转导过程
1951年，Joshua Lederberg和Norton Zinder为了证实大肠杆菌以外 的其它菌种是否也存在接合作用，用二株具不同的多重营养缺陷型 的鼠伤寒沙门氏菌进行类似的实验：
抗生素筛选
G ene cloning and E xpression using Plasm id pB R 322
DNA聚合酶
能够把脱氧核糖核苷酸连续地加到双链DNA分子引物链的 3’-OH 末端,催化核苷酸的聚合作用,而不发生从引物模板上 解离的情况.
常见的DNA聚合酶：最常用的依赖于DNA的DNA聚合酶 是
d）F′菌株，Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时， 形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为F′因 子。 细胞表面同样有性菌毛。
1） F+×F-杂交
F+菌株的F因子向F-细胞转移，但含F因子的宿主细胞 的染色体DNA一般不被转移。
杂交的结果：给体细胞和受体细胞均成为F+细胞
2）Hfr ×F-杂交
部分缺陷的温和噬菌体
把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中的过程
温和噬菌体λ裂解时的 不正常切割：包含gal或 bio基因
（几率一般仅有10-6）
3 局限性转导与普遍性转导的主要区别：
a）普遍性转导是误包；局限性转导是误切。 b）局限性转导颗粒携带特定的染色体片段并将固定的个别基因
导入受体，故称为局限性转导。而普遍性转导携带的宿主基 因具有随机性，包装的可能全部是宿主菌的基因。
限制性内切酶
I型：单一多功能(限制-修饰)的酶，不是特异性的切割，所 以用处不大。III型：双功能的酶，特异性的切割，用处不大。 II型：分开的核酸内切酶和甲基化酶 (EcoRI, MEcoRI)。特 异性的切割，十分有用。识别序列通常由4-8个碱基对组成， 具有回文结构。
EcoRI: Escherichia coli RY13, 识别序列:GAATTC CTTAAG
BamHI: Bacillus amyloliquefaciens H, 识别序列:GGATCC CCTAGG
限制性内切酶的剪切方式
常 用 限 制 性 内 切 酶
酶连
DNA连接酶(1967,许多实验室同时发现)的发现和应用 对于重组DNA技术的创立和发展也具有头等重要的意义。 将两段DNA拼接起来的酶叫连接酶，目前已知有三种方 法可以用来在体外连接DNA片段：
普 遍 性 转 导 过 程
2 局限性转导（specialized transduction） 把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中的过程
温和噬菌体感染
整合到细菌染色体的特定位点上
宿主细胞发生溶源化
溶源菌因诱导而发生裂解时， 在前噬菌体二侧的少数宿主 基因因偶尔发生的不正常切 割而连在噬菌体DNA上
其环境要素是干燥低温缺氧缺营养境要素是干燥低温缺氧缺营养以及添加保护以及添加保护生活态传代培养保藏法连续在活宿主上内移种湿法半固体琼脂柱休眠态液体介质蒸馏水糖液其它溶液干法藏在玻璃管内吸附在合适的载体上3菌种保藏的方法菌种保藏的方法几种常用菌种保藏方法的比较几种常用菌种保藏方法的比较方法名称方法名称主要措施主要措施适宜菌种适宜菌种保藏期保藏期评评冰箱保藏法斜面冰箱保藏法斜面冰箱保藏法半固体冰箱保藏法半固体石蜡油封藏法石蜡油封藏法沙土保藏法沙土保藏法冷冻干燥法冷冻干燥法低温低温低温低温低温缺氧低温缺氧干燥无营养干燥无营养干燥无氧干燥无氧低温有保护低温有保护各大类各大类细菌酵母菌细菌酵母菌各大类各大类产孢子微生物产孢子微生物各大类各大类36月月612612月月12年年110110年年515515年年以上以上简便简便简便简便简便简便简便简便有效有效简便简便有效有效一般斜面或半固体穿刺一般斜面或半固体穿刺4石油微生物除外石油微生物除外
三 细菌的遗传转化（genetic transformation）
定义：游离DNA分子(质粒和染色体DNA)被自然或人工
感受态细胞摄取，并得到表达的基因转移过程。
1、转化
1928年，Griffith发现肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae） 的转化现象
目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力
第一种：粘性末端连接；
第二种：平端连接；
第三种：先在DNA末端加上化学合成的衔接物或接头， 使之形成粘性末端，再进行连接。
T4噬菌体DNA连接酶：它催化DNA 的5’磷酸基与3’羟基 之间形成磷酸二酯键（Weiss等，1968）
转化
重组质粒DNA进入受体细胞，并在受体细胞内稳定维持和表达 的过程。 感受态细胞的转化 电穿孔转化
含有F因子的细胞：“雄性”菌株（F+），其细胞表面有性菌毛 不含F因子的细胞：“雌性”菌株（F-），细胞表面没有性菌毛
F因子的四种细胞形式
a）F-菌株， 不含F因子，没有性菌毛，但可以通过 接合作用接 收F因子而变成雄性菌株（F+）；
b）F+菌株， F因子独立存在，细胞表面有性菌毛。 c）Hfr菌株，F因子插入到染色体DNA上，细胞表面有性菌毛。
一、质粒克隆载体
特点：
a）低分子量有利于DNA的分离和操作； b）具有较高拷贝数；
c）易于导入细胞； d）具有安全性；
质粒载体克隆外源DNA片段的大小一般不超过15Kb
二、λ噬菌体克隆载体
将野生型λ噬菌体DNA进行改造后建成，主要是去掉噬菌体 DNA上过多的常用限制酶的酶切位点，及对非必要基因区域 进行改造。
用CaCl2处理细胞，电穿孔等是常用的人工转化手段。
接合 (conjugation)：
细胞与细胞的直接接触（由F因子介导）
转导(transduction)：
由噬菌体介导
自然遗传转化(natural genetic transformation)：
游离DNA分子 + 感受态细胞
第三节 基因克隆及重组DNA技术
用“U”型管进行同样的实验时，在给体和受体细胞 不接触的情况下，同样出现原养型细菌！
沙门氏菌LT22A是携带P22噬菌体的溶源性细菌 另一株是非溶源性细菌
基因的传递很可能是由可透过“U”型管滤板 的
P22噬菌体介导的
一个表面看起来的规研究却导致 一个惊奇和十分重要发现的重要例证！
（普遍性转导这一重要的基因转移途径的发现）
基因工程工具酶
基因工程所用到的绝大多数工具酶都是从不同微生物 中分离和纯化而获得的
一、限制性核酸内切酶（restriction endonuclease）
能识别双链DNA分子的特定序列，并在识别位点或其附近切割 DNA的一类内切酶。简称为限制性酶（restrition enzyme）。
在细菌细胞内限制性酶与DNA甲基化酶共同构成细菌的 限制–修饰系统，利用限制酶降解进入细胞内的外源DNA， 同时用甲基化酶修饰细菌本身DNA，以避免被酶降解。
进行转化，需要二方面必要的条件：
转化因子：外源游离dsDNA分子 受体细胞处于感受态：最容易接受外源DNA的一种生理状态
以革兰氏阳性的肺炎链球菌为材料，其转化过程大体是：
– 1、双链DNA片段与感受态受体菌的细胞表面特定位 点结合。
– 2、在位点上的DNA发生酶促分解，形成平均分子量 为（4~5) x 106D的DNA片段。
大肠杆菌DNA聚合酶I（全酶）（DNA聚合酶；5’-3’外切 核酸酶；3’-5’外切核酸酶）;
大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段，（没有5’-3’外切核 酸酶的活性）；
Taq DNA聚合酶(Thermus aquaticus;1976;Chien),能耐高
温；
pfu DNA聚合酶(Pyrococcus furiosus),高保真性。
转化全过程
转化整合过程
转化过程的特点：
a）对核酸酶敏感； b）不需要活的DNA供体细胞； c）转化是否成功及转化效率的高低主要取决于 转化（DNA）给体菌株和转化受体菌株之间的 亲源关系； d）通常情况下质粒的自然转化效率低
人工转化
在自然转化的基础上发展和建立的一项细菌基因重组手段， 是基因工程的奠基石和基础技术。 用多种不同的技术处理受体细胞，使其人为地处于一 种可以摄取外源DNA的“人工感受态”。
基因克隆
利用DNA体外重组技术，将一个特定的基因或 DNA序列插入一个载体DNA分子上，导入宿主 细胞内，使其扩增和表达。
基因工程（genetic engineering）或 重组DNA技术(recombinant DNA technology)
是指对遗传信息的分子操作和施工，即把分离到的或 合成的基因经过改造，插入载体中，导入宿主细胞内， 使其扩增和表达，从而获得大量基因产物，或者令生 物表现出新的性状。
DNA扩增 PCR反应
PCR的基本反应体系
（以DNA为模板的反应：
10×缓冲液 4种dNTP混合物 引物 模板DNA Taq DNA聚合酶 Mg2+
加双或三蒸水至
10 l 各200 mol/L 各10～100 pmol 0.1～2 g 2.5 u
1.5 mmol/L
100 l
Taq DNA聚合酶
2. 体外重组 在DNA连接酶的作用下使具有相同粘性末端的供体DNA片段和 载体连接，成为重组载体。
3. 重组载体的传递与筛选 用人工转化的方法将重组载体导入受体细胞中，并通过一定 的筛选标记筛选得到含有目的外源片段的重组子.
4. 在特定的宿主中表达,得到基因工程产品
G ene cloning and E xpression using Plasm id pB R 322
– 3、 DNA双链中的一条单链逐步降解，同时，另一条 单链逐步进入细胞。
– 4、 转化DNA单链与受体菌染色体组上的同源区段配 对，接着受体染色体组的相应单链片段被切除，并被外 来的单链DNA所交换和取代，于是形成了杂种DNA区 段。
– 5、受体菌染色体组进行复制，杂合区段分离成两个， 其中之一类似供体菌，另一类似受体菌。当细胞分裂后， 此染色体分离形成了一个转化子。
Hfr菌株的F因子插入到染色体DNA上，因此只要发生接合转移转移 过程，就可以把部分甚至全部细菌染色体传递给F-细胞并发生重组 ，由此而得名为高频重组菌株。
Hfr菌株仍然保持着F+细胞的特征，具有F性菌毛，并象F+一样与 F-细胞进行接合。所不同的是，F因子的先导区(leading region)结 合着染色体DNA向受体细胞转移，F因子除先导区以外，其余绝 大部分是处于转移染色体的末端，由于转移过程常被中断，因此F 因子不易转入受体细胞中，故Hfr×F-杂交后的受体细胞(或接合 子)大多数仍然是F-。
染色体上越靠近F因子的先导区的基因，进入的机会 就越多，在F-中出现重组子的的时间就越早，频率也高。
F因子不易转入受体细胞中，故Hfr×F杂交后的受体细胞（或称接合子）大多 数仍然是F-。
3细）胞F基′因×的F这-杂种交转移过程又常称为性导（sexduction）、F因子转导
（F-duction），或F因子媒介的转导（F-mediated transduction）。
第七章 微生物遗传和变异
一 细菌的接合作用(conjugation)
接合作用：通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗 传信息转移和重组过程
证实接合过程需要细胞间的直接接触的 “U”型管实验（ Bernard Davis，1950 ）
2. 机制
接合作用是由一种被称为F因子的质粒介导 F因子的分子量通常为5×107 Da ，上面有编码细菌产生 性菌毛（sex pili）及控制接合过程进行的20多个基因。
大 肠 杆 菌 生 产 胰 岛 素
假 单 胞 菌 生 产 毒 素 蛋 白
二、基因工程的发展历史
对基因工程的建立与发展具有重要意义的几项关键技术：
DNA的特异切割 DNA的分子克隆（人工转化方法的建立）
DNA的快速测序 DNA合成技术 聚合酶链式反应（PCR）（DNA的体外扩增） DNA的定点诱变技术
来自水生栖热菌 良好的耐热性 Mg2+依赖性 无校正功能
Thermus aquaticus
Pfu DNA聚合酶
来自Pyrococcus furiosus(激烈火球菌
“Pfu” ) 纠错功能，高保真性
基因工程的常用载体：
质粒载体 λ噬菌体载体 柯斯质粒载体 M13噬菌体载体 噬菌粒载体 真核细胞的克隆载体 人工染色体