微生物的遗传变异与育种选育3

杂种病毒的后代的蛋白质外壳表现 为病毒2，而非病毒1
遗传物质是核酸（RБайду номын сангаасA）而非蛋白质
朊病毒的发现与思考？？
亚病毒的一种：具有传染性的蛋白质致病因子，迄今为止尚未 发现该蛋白内含有核酸。
其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrP c改变折叠状态为 PrP sc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。
质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb；
质粒（plasmid）：
自主复制：
转座因子（transposable element）：
位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置 的DNA序列，广泛分布于原核和真核细胞中。
包括插入序列IS、转座子Tn和某些特殊病毒Mu。
质 粒


一、研究概况 1、质粒携带有编码多种遗传性状的基因， 并授予宿主细胞一定遗传特性，表现出不 同的性状，但一般不编码微生物生长基本 功能的基因。 2、附加体：能整合到微生物染色体上，作 为染色体一部分而进行复制，还可以再游 离出来并携带一部分寄主染色体基因的质 粒。




二、原核生物基因组 基因组：单倍体细胞中所含的全套遗传物 质。 对大多数细菌和噬菌体而言，其基因组就 是指单个染色体上所含的全部基因。 对于二倍体真核生物来说，其基因组是指 单倍体细胞核中整套染色体所含DNA分子及 其所带的全部基因。
质粒和转座因子
转移性： 一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质 质粒的不亲和性： 遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。 质粒可消除性：
遗传型 ＋ 环境条件
代谢、发育
表型
表型饰变：
表型的差异只与环境有关 特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为
遗传型变异（基因变异、基因突变）：
遗传物质改变，导致表型改变 特点：遗传性、群体中极少数个体的行为
（自发突变频率通常为10-6-10-9）
5、微生物遗传与变异的自身特点： 微生物是遗传学研究中的明星：
2）蛋白质折叠与功能的关系，是否存在折叠密码？
图5-7
DNA的复制方式
DNA复制是半保留、半不连续复制。引发、延长 和终止3个阶段。真核生物每条染色体上都可以有 多处复制起始点，而原核生物只有一个起始点。
微生物的基因和基因组


一、基因概念和微生物的基因结构 基因：是一段具有特定功能和结构的连续 的DNA片段，是编码蛋白质或RNA分子遗传 信息的基本遗传单位。 一个完整的基因包括编码氨基酸序列的编 码区和调节基因转录过程的5’和3‘末端。
1928年F.Griffith，1944年Avery，肺炎双球菌的转化实验
1952年 Hershey， Chase， 噬菌体感 染实验
T2噬菌体感染试验示意图
1956年，Fraenkel-Conrat
烟草花叶病毒的重建实验
生化提取分别获得含RNA的烟草花叶病 毒蛋白质外壳（病毒1）和核酸（病毒2） 抗血清处理，证明杂种病毒的蛋 白质外壳来自病毒1，而非病毒2
主要质粒
抗性质粒授予宿主细胞抗药性遗传特性是 R质粒：又称R因子或抗性因子，具有 通过4种机制中的一种而实现的： 典型的编码能够破坏或修饰抗生素的 （1）、改变抗菌素作用的靶位点； 酶基因。 RTF：分子量约为 抗性转移因子 （2）、修饰抗菌素，使之失活； 11 × 106Dalton ，控制质粒拷贝数及复制，还 R （ 3）、使病原菌的细胞膜结构发生变化， 因子由相连的两个 DNA 片段组成，即抗 带有四环素抗性基因。 阻止抗菌素进入细胞； 性转移因子（ resistence transfor 抗性决定 R 因子：质粒大小不固定，从几百 （4）、最主要的是质粒编码能改变抗生素 factor RTF ）和抗性决定 R因子（r万到100， ×106Dalton 以上。其上带有其它抗 结构的酶，能代替宿主细胞中被抗菌素作 生素的抗性基因 determinant ）。 用的靶酶，使其失去抗菌活性。

3、质粒的检测：质粒消除、遗传转移、分 子杂交等方法初步检测菌株中是否含有质 粒，或直接从宿主中分离、纯化质粒DNA， 再利用琼脂糖凝胶电泳等方法进行测定。
根据质粒复制情况，分为 严紧型质粒：复制受细胞核控制，与染色体 DNA复制相伴随,一般一个寄主细胞内只有少 数几个（1－5）个拷贝； 松弛型质粒：复制不受细胞核控制，在染色体 DNA复制停止的情况下仍可以进行复制，在细 胞内的数量可以达到10－15个或更多。
微生物的遗传变异与育种选育
微生物遗传变异的物质基础
一、微生物遗传与变异的概述 1、遗传:亲代与子代相似 2、变异:亲代与子代、子代间不同 个体不完全相同 3、遗传型:生物的全部遗传因子 (基因组)携带的遗传信息。
4、表型（表现型）：具有一定遗传型 的个体，在特定环境条件下通过生长 发育所表现出来的形态等生物学特征 的总和。

Col因子可分为两类，分别以ColE1和ColIb为 代表。 大肠杆菌素：是一类由 E.coli某些菌株所 ColE1分子量约为5×106Dalton，无接合作 产生的细菌素，通过抑制复制、转录、 用，是多copy的； ColE1研究得很多，并 转译或能量代谢等方面专一地杀死它种 细菌素：许多细菌产生的抑制或杀死其它 被广泛地用于重组DNA 的研究和用于体 肠道菌或同种其他菌株的能力，相对分 近缘细菌或同种不同菌株的由质粒编码的 外复制系统上。 子质量一般为 2.3 × 104 ～9.0× 104。 ColIb分子量约为 80 × 106Dalton ，它与 F因 蛋白质代谢产物。但不象抗生素具有很广 子相似，具有通过接合作用转移的功能， 的杀菌谱。 属于严紧型控制，只有1~2个copy。
比表面积大； 个体易变异；
便于建立纯系；
作为遗传研究材料
二、遗传变异的物质基础
核酸是遗传变异的物质基础 1、肺炎双球菌的转化实验
2、噬菌体的感染实验
3、病毒重建实验
分别用降解DNA、RNA、蛋白质的酶 作用于有毒的S型菌细胞抽提物
只有DNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性
DNA是转化所必需的转化因子
羊搔痒症(scrapie)
牛海绵状脑病(spongiform encephalopathy)
人的库鲁病(kuru)、克雅氏病(Creutzfeldt Jakob disease, CJD)等
DNA→RNA→肽链→蛋白质
1）蛋白质是否可以作为遗传物质？ prion是生命的一个特例？还是仅仅为表达调控的一种形式？