细菌遗传分析

第二节 大肠杆菌的突变型及筛选 一 细菌作遗传研究材料的优点 1 有许多营养缺陷型 ,且易于选择和鉴定 2 生活周期短 : 繁殖快,积累代谢物质多； 基本培养基 补充培养基 3 繁殖快 ,数量大,易发现和鉴定突变型； 完全培养基 4 结构简单 : DNA裸露,单倍性,利于基因精 选择培养基 细结构和基因功能表达调控的研究
三 突变型的筛选 例如： 营养缺陷型的筛选: u.v 野生型细菌 完全培养基： 影印培养 基本培养基： 补充培养基 ： 氨基酸类 维生素类 系列氨基酸 补充培养基：赖氨酸 脯氨酸 精氨酸….
第三节 细菌的接合与染色体作图 一 细菌的接合 １经典的杂交实验 1946年 Lederberg; Tatum 品系A 品系B 基因型: met-bio-thr+leu+thi+ X met+bio+thr-leu-thi↓ ↓ ↓ 基本培养基: 无菌落 有10-7 无菌落 2 出现野生型菌落的可能原因： 回复突变；转化；互养； 细菌间发生了基因重组
+ 噬菌体基 因组 大肠杆菌基因组
4、性导：细菌之间通过有性接合，转移遗传因 子的过程，是通过致育因子F因子介导将供体细 菌DNA片段输入到受体细菌中而形成一个部分 二倍体的过程。
第一节 细菌的细胞和染色体
一 细菌细胞 大小：1-2 m； 繁殖方式：二裂式均等分裂，1代/20min。 二 细菌染色体 P156 表7-1 1 结构: 环状双链DNA，单倍性，以折叠或螺旋状态存在； 2 大小：长约250-35000m(未螺旋)； 3 复制方式：着膜式复制。 分裂特点：均等分裂，无基因重组。
三 Ｆ因子与高频重组 1 F基因子的结构
２Ｆ因子的整合与切割
3 F因子状态与遗传物质转移特点 Ｆ因子状态 游离 整合
菌株类型 Ｆ+ Fˊ Ｈf r Ｆ菌株性别 ♂ ♀ 杂交类型 Ｆ+ＸＦFˊＸＦ- ＨfrＸＦ- Ｆ-ＸＦ 不能进行 传递特点 只转移Ｆ 转移Ｆ因 极少转移Ｆ 因子不转 子，还转 因子,大量 移细菌基因。 移细菌个 转移细菌基 别基因。 因。
基本概念：
1、转化：从细菌培养物提取DNA可以在体外 转移到受体菌中，该过程称为转化。 2、转染：人工利用噬菌体进行外源DNA的重 组拼接，同时利用细菌对外源DNA的吸收过 程，转移目的基因的过程。
供体 DNA + E.coli B 基因组 E.coli B
共培养
细菌需具备感受态：氯化钙和低温处理
3、转导：利用噬菌体感染细菌的特性，将外源 DNA整合至噬菌体基因组，并随噬菌体感染细 菌过程，导入至受体细菌中的过程
二 细菌的突变型
(一)合成代谢功能的突变型:（营养缺陷型） (二)分解代谢功能的突变型： (三)抗药性突变型: 青霉素: penr, pens penicillin 链霉素: strr, strs Streptomycin 抗性: resistance （四）抗噬菌体突变型 敏感 : sensitive T1噬菌体 Tonr Tons T2噬菌体 Ttor Ttos
源自文库
第四节
中断杂交与重组作图
一 中断杂交实验作图
1中断杂交实验 Hfr thr+ leu+ azir Tonr lac+ gal+ strs X F- thr- leu- azis tons lac- gal- strr
选择培养基 加str
9′ ↓
11′ ↓ ↓
18′ ↓ ↓ ┆
25′ ↓ ↓ ┆
无thr,leu
２）Hayes 的解释
（1）细菌是有性别的,细菌的性别是由性因子(F) 决定的, F+♂, F- ♀ （2）F因子可以自发地丢失或者得到, -Ｆ F +♂ F- ♀ +Ｆ （3）杂交时产生重组体,双亲之一必需是F+; F+ X F- → 重组体 质 粒: 指任何染色体以外的遗传结构。 附加体: 在细胞中或以游离状态或与染色体相结 合状态存在的遗传结构。
↓
基本培养基:出现菌落 2 结果得出结论: (1) Ecoli有相当于高等生物的性别 (2) Ecoli的遗传物质是由♂→♀单向传递的.
无菌落出现
3 F因子的发现 １）Hayes实验 品系A strs ♂ ↓突变 (- F) 品系B strr♀ X A strS 突变型 “♂“ (F-) ↓加链霉素 ↓ 不育 Astrr “♂” X A strs♂ ↓加链霉素 品系B strr♀ X A strr♂ (+F) ↓ 重组体
3 转化、互养的排除—U 型管试验
菌株A B菌株
基本培养基 无 无 结论:1: 野生型不是转化或互养产生的; 2:两菌株细胞的直接接触对野生型的产生是必要的. 证明：细菌发生了基因重组
二 Ecoli性别的发现
1 Hayes 的实验 A: met-bio-thr+leu+thi+strs met-bio-thr+leu+thi+ ♂ strr X 加链霉素 B: met+bio+thr-leu-thi-strr X 加链霉素 ♀ ↓ met+bio+thr-leu-thi-strs
4 高频重组菌株Ｈfr
Hfr的Ｆ因子转移特点: (1)F整合后呈线状； (2)转移起点0位于中间； (3)先转移F因子的一部分, F的后面部分最后转移。
四 细菌基因重组的特点
１ 部分二倍体:指含有一个 完整基因组和部分基因组 的细胞.(半合子) 内基因子: 外基因子: ２ 细菌基因重组的特点: (1)细菌基因重组是在部分 二倍体中进行; (2)只有偶数交换才产生有 活性的重组体; (3)相反的重组体不出现.
影印接种
azi
Ton
lac
gal ┆
Hfr的未选择性标记基因进入F-所需时间 转入时间 转移的Hfr基因 出现在F-中的频率 （分钟） 8` thr+(选择性标记) 100% 8.5` leu+(选择性标记) 100% 9` azir开始出现在F11` tonr开始出现在F- azir已达30% 18` lac+开始出现在F- azir达90%，tonr达75% 25` gal+开始出现在F- azir达95%，tonr达80% lac+达30%