微生物的遗传、变异和菌种的选育、保藏(二)

基因重组凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式，称为基因重组或遗传重组。作用：重组可使生物体在未发生突变的情况下，也能产生新遗传型的个体。在基因重组时，不发生任何碱基对机构上的变化。

一、杂交重组是分子水平上的一个概念，可以理解成是遗传物质分子水平上的杂交。一般所说的杂交则是细胞水平上的一个概念。杂交中必然包含着重组，而重组则不限于杂交这一形式。

二、转化

受体菌自然或在人工技术作用下直接摄取来自供体菌的游离DNA片段，并把它整合到自己的基因组中，而获得部分新的遗传性状的基因转移过程，称为转化。转化发生的条件：

受体细胞要处于感受态；供体DNA片段大小适宜，分子量一般为1×107

D左右；菌株间的亲缘关系密切。转化的类型：自然遗传转化和人工转化。

感受态：受体细胞能从环境吸取外源DNA片段并实现其转化的一种生理状态。只在细菌生长的某一时期出现；不同菌种的感受态出现在不同生长时期。转化因子：本质是供体DNA片段。一般的转化因子都是线状双链DNA；也有少数报道认为线状单链DNA也有转化作用。

转化的过程以肺炎链球菌抗链霉素菌株为例，大致可分为六阶段：吸附：双链DNA片段与细胞表面的特定位点（主要在新形成细胞壁的赤道区）结合，此时，细胞膜上的胆碱可促进这一过程。在吸附过程的前阶段，如外界加入DNA酶，就会减少转化子的产生。稍后，DNA酶即无影响，说明此时该转化因子已进入细胞；

切割：在吸附位点上的DNA被核酸内切酶分解，形成平均分子量为4－5×106的DNA片段；入胞：DNA双链中的一条单链被膜上的另一种核酸酶切除，另一条单链逐步进入细胞，这是一个耗能的过程。分子量小于5×105的DNA片段不能进入细胞。这时如用低浓度溶菌酶处理，因它提高了细胞壁的通透性，故可提高转化频率；重组：来自供体菌的单链DNA片段在细胞内与受体细胞核染色体组上的同源区配对，接着受体染色体组上的相应单链片段被切除，并被外来的单链DNA交换、整合和取代，于是形成了一个杂合DNA区段（heterozygousregion）。在这一过程中，有核酸酶、DNA聚合酶和DNA连接酶的参与；复制：受体菌的染色体组进行复制，杂合区段分离成两个，其中之一获得了供体菌的转化基因，另一个未获供体基因；转化子形成：当细胞发生分裂后，一个子细胞含供体基因，这就是转化子；另一个细胞与原始受体菌一样。转化的过程

三、转导以温和噬菌体为媒介，将供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中，通过交换与整合，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，称转导子。转导的种类：

完全普遍转导普遍转导流产普遍转导转导低频转导局限转导高频转导

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）完全(普遍性)转导P22在供体菌内增殖时，宿主的核染色体组断裂，待噬菌体成熟与包装之际，极少数（10–6－10–8）噬菌体的衣壳将与噬菌体头部核心大小相似的一段供体DNA片段误包入其中，形成了一个完全不含噬菌体自身DNA的缺陷噬菌体。供体菌裂解时，如把少量裂解物与大量受体菌群体相混，使其感染复数<1，这种完全缺陷噬菌体就会将这一外源DNA片段导入受体细胞内。在这种情况下，由于一个受体细胞只感染了一个完全缺陷噬菌体，故受体细胞不会发生往常的溶原化，也不显示其免疫性，更不会裂解和产生正常的噬菌体；而由于导入的外源DNA片段可与受体细胞核染色体组上的同源区段配对，在通过双交换而整合到受体菌染色体组中，所以使后者成为一个遗传性状稳定的转导子。完全普遍转导

2）流产普遍性转导受体菌经转导获得的供体DNA片段在受体菌中不发生配对、交换和整合，也不迅速消失，而只是进行转录和转译（性状表达），这种现象就称为流产转导。现象：发生流产转导的细胞在其进行细胞分裂后，只能将这段外源DNA分配给一个子细胞，而另一子细胞仅获得供体基因的产物——酶，在表型上表现出轻微的供体菌特征，每经过一次分裂，就受到一次稀释，

所以，能在选择性培养基平板上形成微小菌落就是流产转导的特点。

2、局限性转导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：噬菌体对供体菌和受体菌都是温和噬菌体；只能转导供体菌的个别特定基因（一般为噬菌体整合位点两侧的基因）；该特定基因由部分缺陷的噬菌体携带；缺陷噬菌体使由于其在形成过程中所发生的低频率（约10–

5）“误切”，或由于双重溶源菌的裂解而形成（约形成50%缺陷噬菌体）。1）低频转导（LFT）一般的转导现象中，从宿