四小件-微生物遗传m.g第四章

第四章、细菌

转移与

重组第三节、转导第四节、放线菌遗传第三节、转导一、普遍性转导1、转导现象的发现2、普遍性转导噬菌体及转导机制3、普遍性转导在遗传分析中的应用二、局限性转导1、局限性转导机制及低频转导（LFT）2、高频转导(HFT)三、普遍性转导与局限性转导的比较转导(Transduction)Transduction

is

the

term

used

to

designate

thebacteriophage-mediated

transfer

of

DNAfrom

one

cell

(a

donor

)

to

another

cell

(arecipient).转导是以噬菌体作为媒介，将供体细菌的基因导入受体细菌的过程。

普遍性转导（Generalized

transduction）

转导的DNA为供体菌

组DNA的任何随机片段。分为：转导（Abortion

transduction），如P22共转导（Cotransduction），如P1局限性转导(Specialized

transduction)附着位点附近。如噬菌体λ。噬菌体专一性转导宿主的一段DNA或少数几个分为：低频转导高频转导1、转导现象的发现1952年，Zinder

,

Lederberg实验材料为沙门氏菌属的2株菌：LT22A:

trp

-LT2:

trp

+his

+

(p22)his

–杂交实验：

LT22A

x

LT2trp

+ his

+（机率为10－5）转导的证明1、用U型管将2个菌株隔开，仍有重组子出现，证明不是接合作用。2、分析“可滤过因子”，对DNase不敏感，与噬菌体p22有相同的质量大小、相同的血清型反应。因此证明重组子出现与噬菌体p22有关。2、普遍性转导噬菌体及转导机制普遍性转导噬菌体有p22

和p1，特点是：噬菌体

进寄主后，不将寄主

完全降解，而是切割成较大的片段。噬菌体p22识别包装位点（packaing

site,

简称pac序列）的特异性不高。噬菌体p1在寄主中包装时，不要求pac序列，只认长度，转导的

范围更具随机性。噬菌体P22

和p1的颗粒形成机制转导颗粒的形成机制：HeadfulHeadful含义为单个噬菌体头部所含的DNA量。p.104,图4-17,4－18,转导机制：错误包装3、普遍性转导在遗传分析中的应用转导进行功能互补测验利用图5.7二、局限性转导1、局限性转导机制及低频转导Campbell

Model:λDNA在组入细菌环形分子。之前形成Prophage

从上寄主的上切离时，会发生交换重组，带，形成转导噬菌体。（图5－8）低频转导形成的转导子（图5－42）1/3为非溶源性的、稳定的转导子2/3为缺陷溶源性的转导子，称为“杂子”。2、高频转导高频转导的条件：双重溶源见图5－43第四节、放线菌遗传一、链霉菌

DNA二、链霉菌的接合作用重组的发现链霉菌的

体制和重组一、1链、霉特菌

DNA一条，在细胞中以拟核状态存在。与蛋白质和RNA结合在一起，菌丝中多拷贝，芽孢中单拷贝。DNA为线性，

无内含子，平均大8Mb，几乎是E.coli

的2倍。约含7000个

。的2个末端具有很长的反向重复序列，简称TIR(terminal

inverted

repeat),TIR通常的长度为24～600Kb。每条DNA链的5’端都有共价结合蛋白，简称TP(terminalprotein)。TP与TIR组成的复合体结构称为端粒(

omere)。向起始位点位于

的

，从该起点进行双。（p.140

图6－1）2、链霉菌

的缺失、扩增和重排的缺失：链霉菌在生长发育过程中会自发的丢失部分

，而失去某些功能

。缺失最多可达2000

kb以上。的扩增：

某些区段的DNA序列，其拷贝数专一性的大量增加的现象。AUD(amplified

unit

of

DNA):

DNA扩增单位，长度通常是5～25

kb,两端是1～2

kb的重复序列。ADS

(amplified

DNA

sequence):DNA扩增序列，它是AUD通过串联重复而形成的，ADS包括若干个AUD，最多达200～300个。在链霉菌

扩增突变型中，ADS是的重要组成成分，含量可达

DNA的30

％。的缺失和扩增是链霉菌的一种普遍现象，由于的高度不稳定性从而引起染色体的重排。P.141~143综述了4种链霉菌的缺失和扩增现象。链霉菌的特点链霉菌作为放线菌的代表，研究的比较深入。为线形分子，两端具有很长的反向重复序列，简称TIR,

DNA

5’端的TIR与一种特殊的末端蛋白（简称TP）结

复合体结构，类似真核生物

末端的端粒。二、链霉菌的接合作用（一）

重组的发现1955－1956年期间，Sermonti首先发现天蓝链霉菌（Sreptomycescoelicolor）A3菌株中具有类似大肠杆菌接合重组现象。频率为10－4－10－5英国学者Hopwood证实了这一重组作用，并鉴定了2个主要的接合质粒：363kb

的scp1

和31kb

的scp2

。scp1是线型，双链的巨大质粒分子，大363kb

。2端各有80kb的TIR,编码几种与产孢子有次甲基霉素的

簇，有3种关的蛋白，具有存在形式：自主型－scp1整合型－scp1-NF带有

片段的自主型－scp1’TIR：terminal

inverted

repeat(二）

体制和1、S.c.A3

菌株的重组体制S.c.A3菌株相当于E.coli最初名scp1-scp1＋F-F＋UFIFscp1－NFHfrNFscp1’F’—UF:Ultra

Fertility (超致育型)IF:

Initial Fertility(原始致育型)NF:Normal

Fertility(正常致育型)天蓝色链霉菌A3菌株不同致育型混合培养的重组频率致育型致育型IFNFUFIF

(scp1+)NF

(scp1-NF)UF

(scp1-)10－410－110－210－4110－52、放线菌与大肠杆菌在致育类型上的不同1）E.coliF-

XF-不育；S.c.A3scp1-

Xscp1-可有低频率的重组子2）E.coli F＋X

F＋

Hfr

XHfr

基本不育S.c.A3 scp1＋X

scp1＋

scp1

X

scp1

高度可育3）

E.coli Hfr

X

F-S.c.A3 scp1

X

scp1-F-仍为F-scp1-全部为scp14）

E.coli

转移呈单向梯度，S.c.A3呈两向梯度3、放线菌scp1－NF

菌株的形成及其杂交特征支持上述模型的：1、SCP1质粒中含有

序列

IS466，而天蓝色链霉菌中也同样含有IS

466及其他

序列。2、

NF菌株中的SCP1质粒与宿主

连接部位发生较大片段的缺失，而缺失的部位都带有相同的IS

466。3、NF菌株中的SCP1质粒与宿主连接部位的序列分析发现，SCP1质粒的左末端重复序列TIR-L总是完整的，而右末端TIR-R总是发生缺失。杂交分析S.coelicolor

SCP1-NFXSCP1-杂交后，供体受体中出现的频率呈双向梯度现象。p.156,图6－15在呈双向梯度现象的解释：SCP1-NF的转移前，在SCP1质粒的两端都可以被切开，而且是随机的，当接合转移时，总是从质粒DNA开始转移。E.coli

Hfr

X

F-杂交时，