基因重组

（一）转化（transformation）
具体转化过程如下： 进入受体细胞的DNA单链与受体菌染色体组上同源区 段配对，而受体菌染色体组的相应单链片段被切除， 并被进入受体细胞的单链DNA所取代，随后修复合成， 连接成部分杂合双链； 然后受体菌染色体进行复制，其中杂合区段被分离成2 个，一个类似供体菌，另一个类似受体菌； 当细胞分裂时，此染色体发生分离，形成一个转化子；
1、普遍性转导 普遍性转导又可分为完全普遍转导和流产普遍转导。 （1）完全普遍转导 通过重组，供体基因整合到受体细胞的染色体上，从而 使受体细胞获得供体菌的遗传性状，产生变异，形成稳 定的转导子，这种转导称为完全普遍转导。 （2）流产普遍转导 在普遍性转导中，有时转导来的供体DNA不一定都能整 合到受体染色体上，产生稳定转导子，更多的则是转导 来的供体染色体不能整合到受体染色体，也不能复制， 但可以表达，这种转导称为流产转导。
第三节 基因重组
凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移的一起，经过 遗传分子间的重新组合，形成新遗传个体的方式，称为 遗传重组。
一、原核微生物的基因重组
在原核微生物中，基因重组的方式主要有转化、转导、 接合和原生质体融合几种形式。
（一）转化（transformation）
受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换， 把它整合到自己的基因组中，再经复制就使自己变成一 个转化子。这种受体菌接受供体菌的DNA片段而获得部 分新的遗传性状的现象，就称转化。 能进行转化的受体细胞必须处于感受态，即受体细胞最 易接受外源DNA片段并实现其转化的一种生理状态。
（四）原生质体融合
原生质体融合的主要步骤： （2 ）在高渗溶液中，用适当的脱壁酶去除细胞壁； （3）将形成的原生质体进行离心聚集，并加入促融合剂 PEG或过电脉冲等促进融合； （4）然后在高渗液中稀释，再涂在能使其再生细胞壁和 进行分裂的培养基上，使其形成菌落； （5）通过影印接种法，将其接种到各种选择性培养基上， 鉴定它们是否为融合子，最后测定其他生物学性状或产 能性状；
2、局限性转导（specialized transduction） 溶源转变（lysogenic conversion）： 一个与转导相似又不同的现象 当温和噬菌体感染其宿主而使其发生溶原化时，因噬菌 体的基因整合到宿主的核基因组上，而使后者获得了除 免疫性以外的新性状的现象。
2、局限性转导（specialized transduction） 溶源转变与转导的不同？ a）不携带任何供体菌的基因； b）这种噬菌体是完整的，而不是缺陷的； c）获得新性状的是溶原化的宿主细胞，而不是 转导子； d）获得的性状可随噬菌体的消失而同时消失；
普遍性转导的三种后果： 特点：在选择培养基平板上形成微小菌落 转导DNA不能进行重组和复制，但其 携带的基因可经过转录而得到表达。 流产转导（abortive transduction） 进入受体的外源DNA通过与细胞染色 体的重组交换而形成稳定的转导子。
外源DNA被降解，转导失败。
普遍性转导的三种后果： DNA不能复制，因此群体中仅一个细胞含有DNA， 而其它细胞只能得到其基因产物，形成微小菌落。
（三）接合(conjugation)
F因子为附加体质粒既可以脱离染色体在细胞 内独立存在，也可插入（整合）到染色体上
（三）接合(conjugation)
F因子是有关细菌性别的决定者，凡有F因子的细胞，在 其表面就有相应的性菌毛存在。 根据细胞中是否存在F因子以及其存在方式的不同，可分 为四种细胞形式： 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；
（二）准性生殖
准性生殖是一种类似于有性生殖，但比它更为原始的一 种生殖方式，它可使同种生物两个不同菌株的体细胞发 生融合，且不以减数分裂的方式而导致低频率的基因重 组并产生重组子。 准性生殖常见于某些真菌，尤其是半知菌中。其主要过 程为： （1）菌丝联结 （2）形成异核体 （3）核融合或核配 （4）体细胞交换和单倍体化
（一）转化（transformation）
影响转化效率的因素：
•受体细胞的感受态，它决定转化因子能否被吸收进入受 体细胞； •受体细胞的限制酶系统和其他核酸酶，它们决定转化因 子在整合前是否被分解； •受体和供体染色体的同源性，它决定转化因子的整合；
（二）转导(transduction)
通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的 DNA小片段携带到受体细胞中，通过交换和整合，从而 使后者获得前者部分遗传性状的现象，称为转导。获得 新遗传性状的受体细胞，就称转导子。 普遍性转导 细菌转导的二种类型 局限性转导
（三）接合(conjugation)
中间平）接合(conjugation)
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，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。 在细菌中，接合现象研究得最清楚的是大肠杆菌的接合 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
2、局限性转导（specialized transduction） 温和噬菌体 λ裂解时的 不正常切割： 包含gal或 缺陷噬菌体在宿主细胞内能够象正常的 λDNA分子一样进行复制、包装，提供 所需要的裂解功能，形成转导颗粒； 但没有正常噬菌体的溶源性和增殖能力 ，感染受体细胞后，通过DNA整合进宿 主染色体而形成稳定的转导子； bio基因 （几率一般 仅有10-6）
2、局限性转导（specialized transduction） 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。 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
1、普遍性转导 通过完全缺陷噬菌体对供体菌任何DNA小片段的“误 包”，而实现其遗传性状传递至受体菌的转导现象，称 为普遍性转导。
1、普遍性转导 普遍性转导的基本要求： 形成转导颗粒的噬菌体可以是温和的也可以是烈性的， 但必须具有能偶尔识别宿主DNA的包装机制并在宿主基 因组完全降解以前进行包装。
2、局限性转导（specialized transduction） 指通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因 携带到受体菌中，并获得表达的转导现象。 特点： 只能转导供体菌的个别特定基因； 该特定基因由部分缺陷的噬菌体携带； 缺陷噬菌体是由于其在形成过程中所发生的低频率 “误切”，或由于双重溶原菌的裂解而形成，而后一 情况下可以形成50%缺陷噬菌体；
二、真核微生物的基因重组
在真核微生物中，基因重组主要有有性杂交、准性杂交、 原生质体融合和转化等形式。
（一）有性杂交
有性杂交，一般指性细胞间的结合和随之发生的染色 体重组，并产生新遗传型后代的一种育种技术。 凡是能产生有性孢子的酵母菌和霉菌，都能进行有性 杂交。 生产实践上利用有性杂交培育优良品种的例子很多， 例如，把用于酒精发酵的酵母和用于面包发酵的酵母 两者杂交，就得到了既能生产酒精，有对麦芽糖和葡 萄糖有很强发酵能力的新菌株。
枯草芽孢杆菌的自然转化过程 （革兰氏阳性菌的转化模型）
（一）转化（transformation）
具体转化过程如下：
先从供体菌提取DNA片段，接着DNA片段与感受态受 体菌的细胞表面特定位点结合，在结合位点上，DNA 片段中的一条单链逐步降解为核苷酸和无机磷酸而解 体，另一条链进入受体细胞，这是一个消耗能量的过 程；
（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 理化因子的处理可将F因子消除而使F+菌株变成F-菌株
（四）原生质体融合
通过人为的方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体 发生融合，并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性 状的、遗传性稳定的融合子的过程，称为原生质体融合。 原生质体融合的主要步骤： （1）选择两个有特殊价值的并带有选择性遗传标记的细 胞作为亲本；
（三）接合(conjugation)
供体菌通过其性菌毛与受体菌相接触，前者传递不同长 度的单链DNA给后者，并在后者细胞中进行双链化或 进一步与核染色体发生交换、整合，从而使后者获得供 体菌的遗传性状的现象，称为接合。通过接合而获得新 性状的受体细胞，就是接合子。 在细菌和放线菌中都存在着接合现象。