1、第八章第八章 細菌和噬菌體的遺傳重組細菌和噬菌體的遺傳重組第一節第一節 基因和產物的符號基因和產物的符號4 細菌: 表型 野生型 gal，突變型 gal或 gal； 基因型 野生型 gal 突變型 gal 或 gal 4 酵母: :4 啤酒酵母 基因: gal4gal4, ,cdc28cdc284 蛋白質:gal4gal4, ,cdc28cdc284 非洲粟酒酵母 基因: gal4gal4, ,cdc2cdc2 4 蛋白質:gal4gal4, , cdc2cdc24果蠅: : 以1-4個字母表示。 基因:white(w w ),tailless( tlltll ),hedgehog( hhhh

2、 ); 蛋白:white, tailless, hedgehog 4植物: : 沒有慣用法，大多數用1-3個小寫字母表示。 arabidopsis 基因用果蠅的方法命名但用大寫字母， 如 基因 agamous(agag)，蛋白 agamous。4脊椎動物: : 一般以1-4個小寫字母表示其基因功能。 例如，基因seysey, mycmyc, 蛋白 seysey, mycmyc4人類: : 方法如脊椎動物但需大寫。 例如基因 mycmyc、sry，蛋白myc、eno1。 基因產物的命名無統一的規定，現在一般都用正體, 全部大寫，或第一個字母大寫，如gal或gal。 第二節第二節細菌轉化細菌轉化4

3、在細菌中遺傳物質有三種轉移的形式: 轉化轉化（transformation） 接合接合（conjugation） 轉導轉導（transduction）4共同特點是： （1）單方向轉移； （2）產生部分二倍體（partial diploid）； （3）基因只有整合到環狀染色體上才能穩定 地遺傳。4自然轉化自然轉化（natural transformation） 在自然轉化中細菌可以自由地吸收 dna，通過它來進行遺傳轉化；枯 草桿菌中的轉化屬于自然轉化。4工程轉化工程轉化（engineered transformation） 在這種轉化中，細菌發生改變使得它 們能攝入并轉化外源dna。e.col

4、i 轉 化就屬于工程轉化。4接合接合 是dna從細胞到細胞直接轉移。4轉化轉化 細胞從周圍介質中吸收裸露的dna。4轉染轉染 對裸露的病毒基因組dna/rna的吸收。（在動物細胞中，從周圍介質中吸收任何裸 露dna都稱為轉染。在酵母和植物細胞中 導入裸露的dna可以稱為轉染或轉化)4轉導轉導 通過病毒顆粒介導將染色體或質粒dna轉移到細胞中。 普遍性轉導:宿主 dna片斷可能取代病毒基因組被包裝在噬菌粒中 (1) 載體為p1,p22噬菌體; (2) 經錯誤包裝宿主dna片斷和同源重組；(3) 轉移任何片斷。 特異性轉導:宿主 dna共價地加入到病毒基因組中 (1) 載體為噬菌體; (2) 經特

5、異位點整合或同源重組; (3) 轉移特定的基因。 第三節第三節細菌的接合細菌的接合4一、一、e.coli 接合的發現接合的發現 1946年萊德伯格(lederberg, j.) 和塔特姆 (tatum) 發現細菌的接合接合（conjugation）。 細菌接合是指通過細胞的直接接觸，遺傳信息從供體單向轉移到受體的過程。兩大難題：4 abab ab (10-7 ） 和回復突變頻率相近，難以區別。4(2) e.coli雜交產生重組頻率為107， 篩查重組子的工作量太大。 解決的方法：4(1)使用多重突變型多重突變型（multiple auxotrophs）4 (2)是采用基本培養基和選擇培養基4細

6、菌同宗配合同宗配合（homothallic） a品系：品系：met bio thi leu thr（thi：硫胺素：硫胺素b1） b品系：品系：met bio thi leu thr a a+b b 基本培 養基 met bio thi leu thr 質疑：4 細菌的雜交實驗獲得的重組子可能是轉化的結果。4 培養基中含有某些代謝產物，混合后這些產物互相補充了對方的不足而得以在基本培養基上生長。 二、單向轉移與二、單向轉移與f因子因子 1952年 海斯（w. hayes） 大劑量鏈霉素 a品系 無影響 大劑量鏈霉素 b品系 阻止了重組4提出異宗配合異宗配合（heterothallic）4意外的

7、發現： a(strs) 放置冰箱 內一年 b (strs) a(strs)“” 不育 誘變 分離 a(strr)“” a(strs) b (strs) a(strr) 可育 圖 8-5 海斯發現的意外情況和實驗 f(strs) 丟失 f f(strs) f(strs) 誘變 f(strr) f(strs) 不育 f(strs) f(strs) 可育 圖 8-6 意外發現和實驗結果的解釋三.致育因子（fertility factor，f）（1）有f因子的細菌稱為f，細菌增殖時可把f 因子傳遞給后代。（2）沒有f因子的細菌稱為f，f細菌經吖啶 橙處理而丟失，成為f。f因子一經丟失， 細胞中便不再出

8、現；（3）f可以和f雜交，而不能和f雜交；（4）ff的雜交后代皆為f，而且可以107 頻率獲得重組體后代。 轉移區轉移區（transfer region）長33 kb四.高頻重組(high frequence recombination,hfr)1951年 cavalli發現用氮芥處理f 然后將處理后的ff 1041954年 hayes 也分離了hfr品系，發現： (1)hfr使重組能力增加，但無傳遞f因子的能力，hfr f f (2)hfr只能將供體基因組的一部分傳給受體，hayes的解釋是hfr的f因子發生了永久性改變。ff 重組子 此稱為hfr五.hfr和f因子的關系1.f因子的結構 (

9、1)重組區； (2)復制區:2個復制起點； (3)接合轉移區 f 因子 (f-factor) 轉 重 移 is3 組 is3 區 區 o is2 p orit oriv 復 區 制 調節區 基 因 轉 移 tray dna 切口和解旋 trai 性傘毛 表面排斥 通路？ orit tram j y a l e b p v r c w u n trbc d e traf trbb trah g s t d i / z finp 圖 8-9 因子 tra 區和接合有關的基因 traj 調節 tram,tray-i 打開。finp 是 traj 的反義 rna，由 fino 激 活。traa 編碼傘

10、毛蛋白亞基、性散毛聚合蛋白。 tras-t 編 碼表面排斥蛋白。tray/i切開 orit。表 8-3 f 因子與轉移功能有關的基因及功能基因基因產物的功能tre m衣殼蛋白，可能涉及對受體f-細胞的識別tra j是tre m 和tra操縱子轉錄的正調控因子fin p是tra j的反向轉錄調節物tra y內切酶，在orit附近產生缺口tra a編碼性傘毛蛋白tral,e,k,b,v,c,w性傘毛的裝配和修飾trb c,tra u,f,h,g性傘毛的裝配和交配接合物的穩定tra n同上tra s,t表面排斥阻止和f接合tra d是 f的內膜蛋白。接合時涉及 dna 轉運，可能是孔道部分。tra i解旋酶性質的復制蛋白，可切開ori t的nic位點。2.結合的過程：(1)f纖毛(f pili)的合成,由纖毛素(pilin)蛋白構