原核生物遗传分析

第六章 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简单灵敏度高第一节 噬菌体（病毒）的遗传学分析一、噬菌体的基本特征温和噬菌体烈性噬菌体二、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）重组合重组频率 = x 100% 重组合 +亲组合例： 1955年 Kaiser 的 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+ + +s co1 mi9757241899 90.8s + + co1 mi303262 2.9 s co1 + + mi6151112 5.3 s + mi+ co1 +51318 0.86 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 第二节 细菌杂交与基因定位一、 E. coli 的性因子1. F因子（性因子、致育因子）：1946年 J. Lederberg 在大肠杆菌中有杂交现象，并进一步发现了性因子 F。F因子共有 15个基因， 3 .5 x 106道尔顿，6 x 104bpF+：含有 F因子的细胞（菌株），具有性伞毛（接合管）F-：不含 F因子的细胞（菌株）2、 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。3、 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。二、中断杂交与基因定位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）。概念 ：选择性标记与反选择性标记8 8.5 9 11 18 25thr leu Az T1 lac gal三、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。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。四、 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。第三 节 细 菌 转 化与基因定位一、 细 菌的 遗传转 化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 。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。1928年Griffith 的实验遗传转化的机理二、基因定位遗传转化的转化因子一般在 1000020000bp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