(优选)细菌与噬菌体的遗传重组分析

c. 本质（E.coli）遗传物质的单方向（one-way）转 移
上述的解释虽然比较正确，但其中有一点却被Hayes的一 个意外发现所否定。Lederbery和Tatum认为两个亲本细菌在 基因重组过程中起着同等作用－E.coli的性系统是同宗配合 （homothallic）。
Hayes则证明：E.coli遗传物质的传递方式与具有典型减 数分裂的生物不同。
♀
接触 （受体receptor）
（2）发现与证实：
a. 发现：
Lederberg
Tatum
（ 1946 营养缺陷型）
b. 证实
➢ 转化作用的排除：
A（杀死）＋B 或者 A＋B（杀死）（无）
Davis U型管试验
（无）
DNase处理
（有）
➢ 回复突变突变的排除：
单个基因回复突变频率＝10-6 两个基因同时回复突变的频率 ＝10-6×10-6＝10-12< 10-7
两个菌株间需要直接接触才能形成 原养型！
Lederberg和Tatum根据实验作解释，认为上述原养型是两个亲本品系基因的重组体。在 E.coli中基因重组经一系列步骤进行： （1）细胞融合； （2）亲本细胞的遗传物质经过融合形成二倍体合子； （3）遗传物质发生交换的合子经过减数分裂产生了带有重组基因的子代细菌。
（优选）细菌与噬菌体的遗传 重组分析
第一节 细菌的遗传分析
一、细菌遗传的研究方法 二、遗传分析
1. 转化（Transformation） 2. 接合（Conjunction） 3. 性导（Sexduction） 4. 转导（Transduction）
一、细菌遗传的研究方法
理化诱变：
1、合成代谢功能的突变型（营养缺陷型）： ade＋ ade－ his ＋ his－
2、分解代谢功能的突变型： lac＋ lac－（乳糖） gal＋gal－ （半乳糖）
3、抗性突变型： 3.1 抗药性：str＋str－(链霉素) azi＋azi－(叠氮化物) 3.2 抗噬菌体：T2s(+) T2r(-) tonAs tonAr (T1)
细菌生活条件： ➢基本培养基（Basal Medium）：
F因子的遗传结构：图7-12
根据F因子存在的方式，E.Coli 可以分为4种菌株
配对、交换
准确环出
1953年： Hayes，Leaderberg & Cavalli： ♂有F因子 ♀ 无F因子来自b. F因子的遗传结构
质粒：旧称附加体，是指 独立于细菌染色体的 可以独立、整合、环出、丢失 含有少量基因的 双链DNA环状分子
F 因子 ( 致育因子、性因子) ：是一种感染性质粒，由于F因子 存在与否决定是否接合，又称为致育因子。
b. 感受态的本质： 部分原生质化：10/cell 酶受体：
（5）转化过程：
①．双链结合与单链穿入： 双链DNA分子结合在接受座位上。可逆
，可被DNA酶降解，接受座位饱和性； 单链DNA摄取，不可逆，不受DNA酶破
坏。穿入后，由外切酶或DNA移位酶降解 其中一条链。
②．联会： DNA片段与细菌染色体部分联 会。亲缘关系越远，联会越小、转化可能 性越小。
无机盐：SO42-、NO3- 、 Ca2+、Mg2+ 糖 ：葡萄糖、蔗糖 维生素：生物素、Vbs
仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基
➢完全培养基：
BM＋全部营养物质 凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的天然或者半天然培养基
➢选择培养基：
凡是只能满足相应的营养缺陷型生长需要的组合培养基
原养型、营养突变型、条件致死突变型
③．整合(重组)：单链的转化DNA与受体 DNA对应位点的置换，从而稳定地参入到 受体DNA中。
（6）转化成功：
感受态、吸附、整合。
（7）转化与基因重组作图：
2、接合（Conjugation）
（1）概念：在原核生物中，遗传物质从供体-“雄性”
转移到受体-“雌性”的过程。
♂
（供体 donor）
DNA
枯草杆菌的转化：DNA片断至少有16000个碱基对。
c. 双链吸附：单链DNA不被转化
d. 单链进入细菌。
（4）受体细胞的特点
a. 感受态： DNA合成刚刚停止、蛋白质合成继续活跃，活跃合
成的蛋白质可使细菌细胞壁易于接受转化DNA。只有感受 态的受体细胞才能摄取并转化外源DNA，而这种感受态也 只能发生在细菌生长周期的某一时间范围内。
p206
试验方法：
Lederberg et al.1952
二、遗传分析
1、转化（Transformation）
（1）发现：
1928，Griffith：肺炎双球菌转化实验 1944，Avery：转化子－DNA
转化是细菌基因重组的方法之一。
（2）概念：
细菌吸附游离态的外源双链DNA，将单链DNA分子 吸收进入细胞后，不经过复制整合到细菌染色体中，并 发生遗传重组的过程。
基本培养基（BM） 原养型重组体 ② 对照 A × B
BM 原养型重组体 ③ A × streptomycin处理B
BM 无原养型重组体
（3）F因子：
a. 发现
1952年： W. Hayes 试验证明： 接合过程中，遗传物质单向转移， 供体（donor） －♂ A菌株 受体（receptor）－♀ B菌株
p213
（3）转化DNA（转化子）的特点：
a. DNA浓度与转化子数目的关系
饱和：50/cell, 原因：在细菌的
转 化
细胞壁或细胞膜上有固定
子 数
数量的DNA接受座位，故 目
一般细菌摄取的DNA分子 数小于10个。
DNA浓度
b. DNA片段大小：
不能太小：
肺炎双球菌转化：DNA片断至少有800个碱基对；
例如：两个亲本类型对后代的遗传贡献并不相等，有些亲 本基因的组合会在后代出现，有一些则不会出现，而且所有 后代中出现的基因都是连锁的，因此，E.coli的有性过程应该 是异宗配合的（heterothallic）。
Hayes做了一个杂交实验，用的品系与Lederbery和Tatum 用的相似，即：
品系A： met- thr+ Leu+ thi+ 品系B： met+ thr- Leu- thi在杂交前，将品系A用高剂量的链霉素处理（链霉素并不立 即杀死它们，只是阻碍细胞的分裂） ① Streptomycin 处理 A × B