遗传学第五章病毒与原核生物的遗传学分析文稿演示
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遗传的分子基础
ca 200 bp
1个环约 含100kb
染色质高级结构
looped domain structure
30 nm 纤丝
300 nm
Nuclear matrix (核基质), 蛋白质复合体
Steps from DNA to chromosome
四、RNA的分子结构
tRNA结构
四、RNA的分子结构
三种RNA 分子
信使RNA (mRNA) 转移RNA (tRNA) 核糖体RNA (rRNA)
转录单位的结构
Structure of a transcription unit
DNA
+1
promoter
Transcribed region terminator
ATACG
TATGC
Antisense strand
染色质结构
• 组蛋白H1:大小为 23 kDa 1. 位于核小体核心外侧, 与DNA连接松散, 2. 其序列保守性较低
3. 组蛋白H1的作用: 在DNA出入核小体核心颗粒处对
DNA起稳定作用。
核小体组成 (Steps to make a Nucleosome )
DNA + Histone octamer (组蛋白 八聚体) → Nucleosome core (核小体核心 146bp) + H1→> Chromatosome (染色小体 166bp) + linker DNA→ Nucleosome (核小体) (~200 bp)
2. DNA合成的开始 合成DNA片段之前,
先由RNA聚合酶合成一小 段RNA引物(约有20个碱基 对) ,DNA聚合酶才开始 起作用合成DNA片段。
复制叉的结构
1个环约 含100kb
染色质高级结构
looped domain structure
30 nm 纤丝
300 nm
Nuclear matrix (核基质), 蛋白质复合体
Steps from DNA to chromosome
四、RNA的分子结构
tRNA结构
四、RNA的分子结构
三种RNA 分子
信使RNA (mRNA) 转移RNA (tRNA) 核糖体RNA (rRNA)
转录单位的结构
Structure of a transcription unit
DNA
+1
promoter
Transcribed region terminator
ATACG
TATGC
Antisense strand
染色质结构
• 组蛋白H1:大小为 23 kDa 1. 位于核小体核心外侧, 与DNA连接松散, 2. 其序列保守性较低
3. 组蛋白H1的作用: 在DNA出入核小体核心颗粒处对
DNA起稳定作用。
核小体组成 (Steps to make a Nucleosome )
DNA + Histone octamer (组蛋白 八聚体) → Nucleosome core (核小体核心 146bp) + H1→> Chromatosome (染色小体 166bp) + linker DNA→ Nucleosome (核小体) (~200 bp)
2. DNA合成的开始 合成DNA片段之前,
先由RNA聚合酶合成一小 段RNA引物(约有20个碱基 对) ,DNA聚合酶才开始 起作用合成DNA片段。
复制叉的结构
遗传学--ppt课件全篇
真核生物一个mRNA只编码一个基因;原核生 物一个mRNA编码多个基因
遗传密码与蛋白质的翻译
遗传密码
遗传密码的基本特性
• 遗传密码为三联体 • 遗传密码不重叠(少数例外),在一个mRNA上每个核苷
三点测交
干扰与并发
一个单交换发生后,在它邻近再发生第二个单交换的 机会就会减少,这种现象称为干扰或干涉 (interference,I )
对于受到干扰的程度,通常用并发系数或符合系数 (coefficient of coincidence,C )来表示
并发系数 = 实际双交换值 / 理论双交换值
非整倍体
超倍体(hyperploidy)
指体细胞中多若干条染色体的个体 超倍体的来源
• 由于减数分裂时个别染色体行为异常所致 n +1 配子与 n 配子结合形成三体(trisomy)
• 两个相同的 n + 1 配子结合形成四体(tetrasomy) 两个不同的 n + 1 配子结合形成双三体(double trisomy)
X三体综合征 Klinefelter (克氏)综合征
(又称小睾丸症)
超Y综合征
典型核型
45,X 47,XXX 47,XXY
47,XYY
主要特征
卵巢发育不全,呈索条状,不育,乳房不发育,蹼颈, 肘外翻 大多患者外表正常,内外生殖器、性功能一般正常,少 数卵巢功能异常。有生育能力或不育等
先天性睾丸不发育,智力低下,乳房发育等
Cy + +S
+S ×
Cy +
Cy +
Cy +
Cy +
+S
Cy - 果蝇翘翅基因
+S
遗传密码与蛋白质的翻译
遗传密码
遗传密码的基本特性
• 遗传密码为三联体 • 遗传密码不重叠(少数例外),在一个mRNA上每个核苷
三点测交
干扰与并发
一个单交换发生后,在它邻近再发生第二个单交换的 机会就会减少,这种现象称为干扰或干涉 (interference,I )
对于受到干扰的程度,通常用并发系数或符合系数 (coefficient of coincidence,C )来表示
并发系数 = 实际双交换值 / 理论双交换值
非整倍体
超倍体(hyperploidy)
指体细胞中多若干条染色体的个体 超倍体的来源
• 由于减数分裂时个别染色体行为异常所致 n +1 配子与 n 配子结合形成三体(trisomy)
• 两个相同的 n + 1 配子结合形成四体(tetrasomy) 两个不同的 n + 1 配子结合形成双三体(double trisomy)
X三体综合征 Klinefelter (克氏)综合征
(又称小睾丸症)
超Y综合征
典型核型
45,X 47,XXX 47,XXY
47,XYY
主要特征
卵巢发育不全,呈索条状,不育,乳房不发育,蹼颈, 肘外翻 大多患者外表正常,内外生殖器、性功能一般正常,少 数卵巢功能异常。有生育能力或不育等
先天性睾丸不发育,智力低下,乳房发育等
Cy + +S
+S ×
Cy +
Cy +
Cy +
Cy +
+S
Cy - 果蝇翘翅基因
+S
病毒的遗传与变异
同,但遗传学依据还不清楚的病毒株.
6
1.病毒的突变
• 病毒突变一般分为自发突变和诱导突变。 • 自发突变是在没有任何已知诱变剂的条件下,病毒子
代产生高比例的突变体,最后导致表型变异。 • 诱导突变则是利用不同的物理或化学诱变剂处理病毒,
提高病毒群体突变率,诱导病毒子代出现特定的突变 类型。
7
1.2自发突变
恢复.
18
• 1.4. 病毒突变类型
• 突变发生的基因调控区分: • 组成型突变、启动子上升、下降、抗阻遏、抗
反馈五类. • 突变带来的表型改变分: • 形态突变体:是指造成宿主细胞形态改变的突变
体
• 条件致死突变体:是指在某一条件下具有致死效 应而在另一条件下没有致死效应的突变体,例如: 温度敏感突变体(ts)
• 病毒的变异主要源于: • 1)基因组的突变 • 2)基因组的重组
3
• 本章内容:
•
1.病毒的突变
•
2.病毒的重组
•
3.影响病毒表型的病毒间相互作用
•
4.哺乳动物病毒表达载体
4
1.病毒的突变
• 1.1.突变及有关的概念 • 突变:病毒遗传物质-核酸的组成或结构发生
改变. • 突变体:携带突变的生物个体或群体或株系. • 突变基因:包含突变位点的基因.
成为逃避免疫杀伤的最好方式。
1
第五章 病毒的遗传与变异
• 病毒是一类极为简单的分子生物,核酸 是遗传的物质基础,核酸复制的忠实性 使病毒具有稳定的遗传表现。
• 但由于病毒没有细胞结构,其遗传物质 极易受外界环境及细胞内分子环境的影 响而发生改变,病毒与其它生物相比, 其遗传具有更大的变异性。
2
病毒的变异
6
1.病毒的突变
• 病毒突变一般分为自发突变和诱导突变。 • 自发突变是在没有任何已知诱变剂的条件下,病毒子
代产生高比例的突变体,最后导致表型变异。 • 诱导突变则是利用不同的物理或化学诱变剂处理病毒,
提高病毒群体突变率,诱导病毒子代出现特定的突变 类型。
7
1.2自发突变
恢复.
18
• 1.4. 病毒突变类型
• 突变发生的基因调控区分: • 组成型突变、启动子上升、下降、抗阻遏、抗
反馈五类. • 突变带来的表型改变分: • 形态突变体:是指造成宿主细胞形态改变的突变
体
• 条件致死突变体:是指在某一条件下具有致死效 应而在另一条件下没有致死效应的突变体,例如: 温度敏感突变体(ts)
• 病毒的变异主要源于: • 1)基因组的突变 • 2)基因组的重组
3
• 本章内容:
•
1.病毒的突变
•
2.病毒的重组
•
3.影响病毒表型的病毒间相互作用
•
4.哺乳动物病毒表达载体
4
1.病毒的突变
• 1.1.突变及有关的概念 • 突变:病毒遗传物质-核酸的组成或结构发生
改变. • 突变体:携带突变的生物个体或群体或株系. • 突变基因:包含突变位点的基因.
成为逃避免疫杀伤的最好方式。
1
第五章 病毒的遗传与变异
• 病毒是一类极为简单的分子生物,核酸 是遗传的物质基础,核酸复制的忠实性 使病毒具有稳定的遗传表现。
• 但由于病毒没有细胞结构,其遗传物质 极易受外界环境及细胞内分子环境的影 响而发生改变,病毒与其它生物相比, 其遗传具有更大的变异性。
2
病毒的变异
遗传学第五章 基因组
S.S. DNA
复性过程依赖于单链分子间的随机碰撞
( Depends on the collision of complementary S.S. DNA )
影响复性的因素:
• 温度
• 时间 • 离子强度 • DNA片段大小 • DNA序列复杂性
• DNA分子浓度
真核生物:
•第1组分(25%),快,高度重复序列; •第2组分(30%),中,中度重复序列;
序列能或不能被某一酶酶切,实际上相当于一对等位基因的差异。
• 如一对同源染色体二个 DNA分子,一个具有某种 酶的酶切位点,另一个无此 位点������ 酶切后形成的DNA片段长 度就会有差异,即多态性 (RFLP) ������ 根据该等位基因的遗传,将 RFLP作为标记定位在基因 组的某一位置上。
散在重复序列
散在重复序列:散在的方式分布于基因组内的重复序列。
短散在重复序列(SINEs),500bp
长散在重复序列(LINEs),1000bp
Alu序列家族:人类50-70万拷贝;
人和灵长类基因标志。 多聚(dT-dG)家族:10万拷贝
第二节 基因组研究
基因和基因组的结构 各种元件的序列特征 基因作图和基因定位 不同序列结构具有不同功能 基因表达的调控 基因与环境相互作用
•
•
(2) 简单序列长度多态性
(simple sequence length polymor-phisms,SSLP) • 简单序列长度多态性,又称为VNTR variable number tandem repeat 数 目可变的串联重复多态性。指重复单位相对较小,由重复单位的序列差异和 数目变化,可形成丰富的多态性。 包括:小卫星序列、微卫星序列 。
原核生物的遗传规律PPT课件
生物材料
某些原核生物可以用于生产生物 材料,如聚合物和纤维,替代传 统的塑料和纤维材料。
生物传感器
某些原核生物可以用于开发生物 传感器,用于检测环境中的有害 物质和食品中的有害微生物。
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原核生物的遗传规律
目 录
• 原核生物的遗传物质 • 原核生物的基因表达 • 原核生物的DNA复制 • 原核生物的突变和重组 • 原核生物的遗传规律的应用
01 原核生物的遗传物质
遗传物质的发现
遗传物质的发现始于19世纪末, 科学家们通过实验观察到遗传性 状可以在亲代和子代之间传递。
20世纪初,科学家们开始深入 研究遗传物质,并提出了遗传因 子的概念,认为遗传因子决定了
突变和重组的意义
生物进化
突变和重组是生物进化的 基础,通过改变基因序列, 产生新的等位基因,为生 物进化提供原材料。
适应性进化
突变和重组有助于生物适 应环境变化,提高生存和 繁殖能力。
遗传性疾病
突变和重组也可能导致遗 传性疾病的发生,如镰状 细胞贫血、囊性纤维化等。
05 原核生物的遗传规律的应 用
基因表达的机制
转录机制
原核生物的转录机制涉及RNA聚 合酶和转录因子的作用,RNA聚 合酶负责启动转录并合成mRNA, 转录因子则参与调节转录效率和
特异性。
翻译机制
原核生物的翻译机制涉及核糖体、 tRNA和氨基酸等成分的作用, 核糖体负责读取mRNA上的密码 子并合成蛋白质,tRNA和氨基 酸则参与蛋白质合成的原料供应。
结构稳定。
DNA复制的调控
01
02
பைடு நூலகம்
03
细胞周期调控
真核生物的遗传分析
++
+ sn
野生型
y+ y+
++ ssnn
黄体 焦刚毛
y+
(y-sn- ·) + sn
y+ ++
野生型
++ ssnn 焦刚毛
果蝇体细胞有丝分y+裂交s+n 换
Hale Waihona Puke 精选课件332 有丝分裂交换与基因定位
原理:体细胞同源染色体的交换导致染色体 远端的杂合基因纯合。离着丝粒愈近的基因 纯合的机会愈小,愈远的愈大,而且,着丝 粒一端的基因纯合影响着着丝粒另一端基因 的纯合。 如果两个染色体臂的基因同时出现 纯合化,有可能是一条染色体丢失的结果。
产生黄色、绿 色分生孢子。 其中黄色分生 孢子:单倍体 (y)和二倍体 (y/y)
ad 5.5pro 72 pdb 22.5 y
第三节 基因转变及其分子机制
1.异常分离与基因转换现象
正常分离:重组是交互的,两等位基因分离 时,呈现2:2或1:1:1:1或1:2:1的分 离。
精选课件
37
异常分离: 减数分裂是非交互的。两等位基 因分离时,呈现3:1或1:3的分离。
⑷ 当两个杂种分子都按原来的两个亲本的遗传结 构进行修复时,则减数分裂的四个产物恢复成正常 的配对状态,子囊孢子呈现正常的4:4分离。
精选课件
46
(1)两个杂种分子都未校正,子囊孢 子分离为3∶1∶1∶3
精选课件
47
(2)两个杂种分子都校正到+(或-)子囊 孢子出现6∶2分离,如果校正相反,子囊孢 子分离正常
8
➢二.三个连锁基因的遗传作图(自学)
《遗传学》ppt课件
应用实例
杂交水稻、转基因作物、优良畜禽品种 选育等。
05
分子遗传学原理与技术应 用
DNA复制、转录和翻译过程
DNA复制
半保留复制机制,碱基互 补配对原则,DNA聚合酶 的作用。
转录
RNA聚合酶的作用,启动 子和终止子的识别,转录 产物的加工和修饰。
翻译
遗传密码的解读,tRNA的 作用,核糖体的结构和功 能,蛋白质合成的调控。
如果双亲的性状同时在F1个体 上表现出来,即一对等位基因 的两个成员在杂合体中都表达
的遗传现象称为共显性。
04
镶嵌显性
双亲的性状在后代的同一个体 上的不同部位表现出来,形成 镶嵌图式,这种显隐关系的形
式称为镶嵌显性。
04
多基因遗传与数量性状分 析
多基因假说及数量性状表现
多基因假说
多个基因共同控制某一性状,每个基因作用微小但累加效果显著。
1 2
分子标记类型
RFLP、SSR、SNP等标记的原理和特点。
分子标记在育种中的应用
基因定位、遗传图谱构建、辅助选择育种等。
3
分子标记辅助选择育种的优点
提高选择效率、缩短育种周期、实现基因聚合等 。
转基因技术原理及安全性评价
转基因技术原理
外源基因的获取、载体的构建、转化方法的选择等。
转基因生物的安全性评价
THANKS
基因流、突变、选择和遗传漂变
影响群体遗传结构的四大因素。
群体内遗传结构分析和研究方法
遗传多态性
基因频率和基因型频率的估算
群体中同一基因座位上存在多个等位基因 的现象。
通过样本数据推断群体中的基因频率和基 因型频率。
哈迪-温伯格平衡
遗传连锁不平衡和关联分析
杂交水稻、转基因作物、优良畜禽品种 选育等。
05
分子遗传学原理与技术应 用
DNA复制、转录和翻译过程
DNA复制
半保留复制机制,碱基互 补配对原则,DNA聚合酶 的作用。
转录
RNA聚合酶的作用,启动 子和终止子的识别,转录 产物的加工和修饰。
翻译
遗传密码的解读,tRNA的 作用,核糖体的结构和功 能,蛋白质合成的调控。
如果双亲的性状同时在F1个体 上表现出来,即一对等位基因 的两个成员在杂合体中都表达
的遗传现象称为共显性。
04
镶嵌显性
双亲的性状在后代的同一个体 上的不同部位表现出来,形成 镶嵌图式,这种显隐关系的形
式称为镶嵌显性。
04
多基因遗传与数量性状分 析
多基因假说及数量性状表现
多基因假说
多个基因共同控制某一性状,每个基因作用微小但累加效果显著。
1 2
分子标记类型
RFLP、SSR、SNP等标记的原理和特点。
分子标记在育种中的应用
基因定位、遗传图谱构建、辅助选择育种等。
3
分子标记辅助选择育种的优点
提高选择效率、缩短育种周期、实现基因聚合等 。
转基因技术原理及安全性评价
转基因技术原理
外源基因的获取、载体的构建、转化方法的选择等。
转基因生物的安全性评价
THANKS
基因流、突变、选择和遗传漂变
影响群体遗传结构的四大因素。
群体内遗传结构分析和研究方法
遗传多态性
基因频率和基因型频率的估算
群体中同一基因座位上存在多个等位基因 的现象。
通过样本数据推断群体中的基因频率和基 因型频率。
哈迪-温伯格平衡
遗传连锁不平衡和关联分析
第五章 细菌的遗传分析
转导(transduction)就是以病毒作为载体
将遗传信息从一个细菌细胞传递到另一 个细菌细胞。
转导颗粒:把细菌染色体片段包装在噬
菌体蛋白质外壳内而产生的假噬菌体, 其中并不包含噬菌体的遗传物质。
转导
普遍性转导 局限性转导
2.普遍性转导与作图 普遍性转导(general transduclion): 能够转导细菌染色体上的任何基因。 如:P 和P 这类噬菌体所进行的转导。
2.分解代谢功能的突变型 ■ 野生型的分解代谢功能正常 ■ 突变型由于基因的改变影响了分解代 谢功能 如:Lac-突变型不能分解乳糖,因此就 不能生长在以乳糖为唯一碳源的基本培养 基中,而野生型细菌Lac+都能利用乳糖。
3.抗性突变型 细菌由于某基因的突变而对某些噬菌体或 抗菌素产生抗性。 如:抗链霉素突变型Str-,相应的野生型 为Str+。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
F+ F+ FHfr Hfr FFF+
第五节 F′因子与 性导
一、F′因子
F+
Hfr
1959年,Adelberg和Burns发现: 整合到细菌染色体上的F因子,在环出时不够准 确,携带出细菌染色体上的一些基因,这种带 有染色体基因的附加体称为F′因子( F′factor) F′因子携带染色体的节段大小:从一个标准基 因到半个细菌染色体。
3.转化的过程
4.转化作图 在转化过程中,DNA小片段 → 受体。 ■相距很远的二个基因很难同时存在于一个DNA 片段中,一般不能同时进行转化。 ■两个基因紧密连锁时,它们就有较多的机会包 括在同一个DNA片段中,并同时整合到受体染 色体里——共转化(cotransformation),共 转化的基因一般是连锁的。
病毒的遗传分析ppt课件
哈工大-遗传学
第五章 病毒的遗传分析
突变位点 在同一顺
反子内
突变位点 不在同一 顺反子内
顺式测验
反式测验
+− ++
当顺式有功能,而反式没有功能时,突变位点突变位点在同一 顺反子内;当顺式有功能,而反式也有功能时,突变位点突变位点在 不同顺反子内。
哈工大-遗传学
第五章 病毒的遗传分析
第五章 病毒的遗传分析
(二)、φX174噬菌体
(1)基因组的结构特点 DNA含有5386个核苷酸,编码总分子量
为25万的11个蛋白质分子。Sanger发现存 在着重叠基因。
哈工大-遗传学
第五章 病毒的遗传分析
(2)φX174噬菌体突变型在遗传学中的应用
互补实验: 两点测交: 三点测交:
哈工大-遗传学
第五章 病毒的遗传分析
3.0% 2.0% 1.5%
(1). a、b、c 三个基因在连锁图上的次序如何?为什么它们 之间的距离不是累加的?
(2). 假定三因子杂交,ab+c × a+bc+, 预期哪两种类型的重 组子频率最低? (3). 计算(2)所假定的三因子杂交中,各重组类型的频率?
哈工大-遗传学
第五章 病毒的遗传分析
野生型重组体。
哈工大-遗传学
第五章 病毒的遗传分析
λ噬菌体基因分为两类:
❖ 噬菌斑形成所必需的基因,在基因组中以大 写字母表示
❖ 噬菌体斑形成非必需的基因,用小写字母或 希腊字母表示
哈工大-遗传学
第五章 病毒的遗传分析
噬菌斑形成所必需的基因
1)A、W、B、C、D、E、F基因是头部形成必需基因 2)Z、U、V、G、T、H、M、L、K、I、J是尾部形成必需基 因 3)O、P是噬菌体复制的必需基因 4)S、R是细菌细胞裂解及子代噬菌体释放的必需基因 5)N、Q是正调节基因,可促进噬菌斑的形成
最新原核生物遗传学ppt课件
within this distribution diverge from the mean.
• s2 =[∑(xi-x)2]/n=[∑x2-(∑x)2/n]/n • 标准误(Standard error): a quantitative measure
of the amount of variation in a sample of measurements from a population= SQUR(s2 /n)
原核生物遗传学
Genetic analysis of quantitative characters
The results of crossing two heterozygotes when polygenic inheritance is operative with 1-5 gene pairs.
Multiple genes controlling quantitative characters are also on the chromosomes
Plant No. In the Gentotype of the Seed mean weight
F2 generation seed color
分析数量性状的基本统计方法
• 平均数(The mean): the sum of all individual
values in the sample divided by the number of individual values=∑xi/n
• 方差(Variance): the degree to which values
35 41 33 39 40 37
The theory of pure lines
• 在纯系内进行选择是无效的,在杂种后代
• s2 =[∑(xi-x)2]/n=[∑x2-(∑x)2/n]/n • 标准误(Standard error): a quantitative measure
of the amount of variation in a sample of measurements from a population= SQUR(s2 /n)
原核生物遗传学
Genetic analysis of quantitative characters
The results of crossing two heterozygotes when polygenic inheritance is operative with 1-5 gene pairs.
Multiple genes controlling quantitative characters are also on the chromosomes
Plant No. In the Gentotype of the Seed mean weight
F2 generation seed color
分析数量性状的基本统计方法
• 平均数(The mean): the sum of all individual
values in the sample divided by the number of individual values=∑xi/n
• 方差(Variance): the degree to which values
35 41 33 39 40 37
The theory of pure lines
• 在纯系内进行选择是无效的,在杂种后代
遗传学第五章病毒与原核生物的遗传学分析课件PPT
遗传学第五章病毒与原核生物的遗传学分析
优点:
•生活周期短 •单倍体,无显隐性关系 •研究方法义
重组合:r+r+、r47r104, 局限性转导的频率较高,可达10-3,而普遍性转导的频率一般为10-5~10-7 coli染色体全长3. 野生型 + 属不同顺反子
利用转化进行基因定位 实验(例子):
Nester利用枯草杆菌trp2+ his2+ tyr1+ DNA为供 体,对trp2- his2- tyr1- 进行转化
Hfr菌株
•当F因子重组在宿主细胞染色体上时,F因 子仍然可以发生转移,此时的转移可推动宿 主基因的转移,因此这种菌株称为高频重组 菌株(high frequence of recombination, Hfr)
•F因子推动染色体的转移是以F因子的一端 开始,沿F因子所处位置的相反方向进行转 移,F因子最后才转移。所以染色体在F因子 的推动下发生的转移具有一定的方向和顺序。
•1954年利用Hfr菌株的染色体转移特征(方向 性和顺序性),进行了E.coli染色体的基因定 位。
•Hfr: thr+ leu+ Azs T1s lac+ gal+ strs(供体) F-: thr- leu- Azr T1r lac- gal- strr (受体) 让两种细胞混合,37℃水浴一定时间后取样, 组织捣碎机中断杂交,而后涂布在含Str的基 本培养基上,考察供体基因在受体细胞出现 的时间及顺序(基因转移的时间及顺序)。
基因大小: 500-6000bp;
遗传学GENETICS
L: 转导DNA的平均长度,即转导噬菌体
例:转导噬菌体P1,基因组大小为80kb。
供体:E. coli supC+ trpA+ pyrF+
优点:
•生活周期短 •单倍体,无显隐性关系 •研究方法义
重组合:r+r+、r47r104, 局限性转导的频率较高,可达10-3,而普遍性转导的频率一般为10-5~10-7 coli染色体全长3. 野生型 + 属不同顺反子
利用转化进行基因定位 实验(例子):
Nester利用枯草杆菌trp2+ his2+ tyr1+ DNA为供 体,对trp2- his2- tyr1- 进行转化
Hfr菌株
•当F因子重组在宿主细胞染色体上时,F因 子仍然可以发生转移,此时的转移可推动宿 主基因的转移,因此这种菌株称为高频重组 菌株(high frequence of recombination, Hfr)
•F因子推动染色体的转移是以F因子的一端 开始,沿F因子所处位置的相反方向进行转 移,F因子最后才转移。所以染色体在F因子 的推动下发生的转移具有一定的方向和顺序。
•1954年利用Hfr菌株的染色体转移特征(方向 性和顺序性),进行了E.coli染色体的基因定 位。
•Hfr: thr+ leu+ Azs T1s lac+ gal+ strs(供体) F-: thr- leu- Azr T1r lac- gal- strr (受体) 让两种细胞混合,37℃水浴一定时间后取样, 组织捣碎机中断杂交,而后涂布在含Str的基 本培养基上,考察供体基因在受体细胞出现 的时间及顺序(基因转移的时间及顺序)。
基因大小: 500-6000bp;
遗传学GENETICS
L: 转导DNA的平均长度,即转导噬菌体
例:转导噬菌体P1,基因组大小为80kb。
供体:E. coli supC+ trpA+ pyrF+
遗传学-第五章-细菌和病毒的遗传PPT课件
内的基因重组。
2021
10
h-r+ × h+ r-
即同时感染B品系,DNA复制后可能配 对,h r之间可能发 生交换
h- r+ h+ r-
h- r+ h+ r-
裂解后接种在同时 含有B和B/2系的培养基上
h- r+
h+ r-
h- r-
h+ r+
透明、小斑 半透明、大斑 透明、大斑 半透明、小斑
亲型
20
二、接合
接合(conjugation):指原核生物的遗传物质通过细胞接触 从供体(雄性)转移到受体(雌性)的过程。
(一)接合与转化的区别
1946年黎德伯格
(Lederberg,J.)和
塔特姆(Tatum,E.)
用E. coli K12品系做
的实验:
met-:甲硫氨酸缺陷型
bio-:生物素(biotin)缺陷型
2021
27
注意:对于同一种细菌来说,不同的菌株F因子整合到细菌染色体的位置可 能不同,这就形成不同的Hfr类型,在接合时,转移的原点和方向可能不同,就 会出现多种基因转移顺序(如表7-6)。
表7-6 用中断杂交法确定的几个Hfr菌株的基因顺序
Hfr的类型
基因转移顺序
HfrH 1 2 3
AB312
23
接合有两种情况:
部分二倍体(部分合
子)内基因子
外基因子
单交换时,E. coli的
染色体被打开,呈链状
,细菌死亡,无意义。
双交换时,产生遗传
的重组体,实现了遗传
物质的交换。
需要说明的是F-很少
转为Hfr(与F-可转化
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重组合
重组频率=
x 100%
重组合+亲组合
例: 1955年 Kaiser 的λ噬菌体实验 + + + x s mi co1 杂交
s:小噬菌斑,mi:微小噬菌斑,co1:中央浑浊 小点的噬菌斑。
类型 数目 合计 百分比 s-co1 co1-mi s-mi
+ + + 975 1899 90.8
s co1 mi 724
s + + 30
62 2.9
√
√
+ co1 mi 32
s co1 + 61
112 5.3
√
√
+ + mi 51
s + mi 5
18 0.86
√
√
+ co1 + 13
合计
2091
3.76 6.16 8.2
作图:
3.76
6.16
s
co1
mi
8.2 + 2 x 0.86=9.92
第三节 细菌的遗传分析
•为保证要考察的基因全部转移到受体细胞中,选 择性标记必需处于转移的末断。 •细菌基因重组的特征:与真核生物相比,原核生 物的基因重组有两个特征,一是必需发生偶数次交 换,细菌细胞才可存活;二是由于染色体不完整或 选择培养的关系,野生的重组子才可存活,所以相 反的重组子不出现。
F’因子与性导 附加体:具能游离于染色体外而独立存在,又可重
•1954年利用Hfr菌株的染色体转移特征(方向 性和顺序性),进行了E.coli染色体的基因定 位。
•Hfr: thr+ leu+ Azs T1s lac+ gal+ strs(供体) F-: thr- leu- Azr T1r lac- gal- strr (受体) 让两种细胞混合,37℃水浴一定时间后取样, 组织捣碎机中断杂交,而后涂布在含Str的基 本培养基上,考察供体基因在受体细胞出现 的时间及顺序(基因转移的时间及顺序)。
组于染色体上的遗传因子称为附加体。 F因子是一 种附加体。
当F因子从染色体上切离时,可能发生不准确切离 而带有宿主的部分基因,这种游离的F因子称为F’ 因子。 F’因子的转移可以导致F’因子上宿主基因的 转移。
1952年,Lederberg & Zinder在进行 U型管实验时发现。
E.coli的染色体图
E.coli的基因定位主要以中断杂交的方法进行的, 所以E.coli的染色体图是以分钟作单位的。
非中断杂交与基因定位(重组作图)
•利用F因子可以推动染色体到受体细胞中的特点, 将要考察的基因全部转移到受体细胞中,然后考察 各种基因型出现的频率,根据重组值计算公式计算 重组值,进行作图。
•利用共转化的特点,可以对连锁的基因进行基 因定位。
•例:Nester利用枯草杆菌trp2+ his2+ tyr1+ DNA为 供体,对trp2- his2- tyr1- 进行转化。
利用转化进行基因定位 实验(例子):
Nester利用枯草杆菌trp2+ his2+ tyr1+ DNA为供 体,对trp2- his2- tyr1- 进行转化
1928年
Griffith 的实验
•1928年Griffith发现肺炎双球菌的转化现象。1944 年Avery证实转化因子是DNA。
•转化(transformation):外源DNA通过细胞吸收过 程进入细胞,并使其发生遗传改变的过程。
• 感受态(competence):细胞具有吸收 外源DNA能力的生理状态。
转导(transduction):利用噬菌体(病毒) 为媒介,将一个细胞(供体)的遗传物 质转移到另一个细胞(受体)中去的过 程。
一般性(普遍性)转导
•指供体细胞所有基因具有同等机会被进行转导 的过程。
•通常能够进行普遍性转导的噬菌体是烈性噬菌 体,他们感染细菌细胞后,在细胞内复制,最 后导致细胞裂解。在裂解过程中,供体细胞D NA降解。噬菌体包装时可能以很低的频率发 生错误而将供体细胞DNA误为噬菌体自身D NA进行包装。当这个噬菌体感染另一个细胞 (受体),从而将供体DNA转移到受体细胞 中,完成转导过程。
Hfr菌株
•当F因子重组在宿主细胞染色体上时,F因 子仍然可以发生转移,此时的转移可推动宿 主基因的转移,因此这种菌株称为高频重组 菌株(high frequence of recombination, Hfr)
•F因子推动染色体的转移是以F因子的一端 开始,沿F因子所处位置的相反方向进行转 移,F因子最后才转移。所以染色体在F因子 的推动下发生的转移具有一定的方向和顺序。
利用转导现象可以进行基因定位: 噬菌体包装供体DNA时,要求DNA片段的 大小必须与噬菌体DNA大小相当,才可进行 包装。因此当两个基因连锁时,这两个基因被 同时转导(共转导、并发转导)的可能性比不 连锁基因大得多。因此利用共转导频率的大小 可以进行基因定位。
x=(1-d/L)3 或 d=L(1-3√ x ) x: 两基因的共转导频率; d: 两基因间 的物理距离,单位与L相同。
• 有些细菌在生长过程中会自发地产生 感受态,如肺炎双球菌,枯草杆菌等; 有些细菌不会自发地产生感受态,必 需经特殊处理才可产生感受态,如大 肠杆菌。
遗传转化的机理
利用转化进行基因定位
•遗传转化的转化因子一般在10000~20000bp之 间,因此当两个基因连锁(注意:这里的连锁 与真核生物的连锁不完全一样),他们被同时转 化(共转化)的频率要远高于不连锁的基因
L: 转导DNA的平均长度,即转导噬菌体
例:转导噬菌体P1,基因组大小为80kb。
供体:E. coli supC+ trpA+ pyrF+
受体:E.coli supC- trpA- pyrF-
以supC为选择性标记
结果: 1.supC+ trpA+ pyrF+
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2.supC+ trpA+ pyrF-
遗传学第五章病毒与原核生物的遗传学分析文稿演示
优点:
•生活周期短 •单倍体,无显隐性关系 •研究方法简单 •灵敏度高
第一节 细菌和病毒研究的遗传学意义第二节 噬菌体(病毒) Nhomakorabea遗传学分析
二、噬菌体杂交与基因定位
噬菌体的杂交方法:混合感染(复感染、双重感染)