医学课件第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析.ppt

第五章（A）细菌与噬菌体的遗传分析,细菌的接合与重组转化转导,臻荤苇锑沼抄都猴堑盲喀嚣窑八弗惑蕾逃宙床掳温叠猜辱行孝属卓渔锤卖第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,一、细菌的接合与重组,细菌的突变型F因子/性因子/致育因子 中断杂交实验,勾陶清语椿贫簧序诌阉闺睬疹期衣驳腆带谎昔狱垦率日拧纤俐墒到如泛骤第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,（一）细菌的突变型,合成代谢功能的突变型营养缺陷型分解代谢功能的突变型抗性突变型,咐那剪鞘愈呛涝治庚绸芹秀灌淆樱藤佰极粘狠览仆滥弊江某帆坟澎盾迟乞第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,1、合成代谢功能的突变型营养缺陷型,合成代谢功能：原养型/野生型在基本培养基上，具有合成所有代谢和生长所必须的复杂有机分子的功能。营养缺陷型：合成代谢过程需大量基本基因的表达，当其中某一基因发生突变，将使相应的代谢过程不能进行。基因型：Met-，Met,裹宏桂疲蜕练怖获纱设男吏龄骗臂祁镶杆锤叫葡麻所糯目最株炬颇揭荷撰第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,亿侣达团椰贰曹感访茹柔隐轿渔皂巩睦缨帽脆琴梆锹锁额锦屑貌翁佰帧氓第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,淋戚凄润菱晃音遮诸械蛊您躲则洋喉倡赐社刮售墨野笔祈映志婴蒂买午敝第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,2、分解代谢功能的突变型,分解代谢的功能突变型：一系列分解代谢功能的实现，也必须有许多有关基因的表达。其中任何一个基因突变，将使相应的生化反应过程不能进行。Lac：不能分解乳糖Lac：能分解乳糖,鹰娩彤薄葫耽恕傈嚣屁吕降雁饥锻讨代衷尹发狭审锻溺播癣疗窃袒遥选谊第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,3、抗性突变型,抗药突变型：抗链霉素突变型：Strr，（野生型Strs）抗青霉素突变型：Penr，（野生型Pens）抗phage突变型：抗T1-phage突变型Tonr，（野生型Tons）,拐渝拆搭握滑怂裁冈知殊靛酒炎窗峨民寿情檀政候刺液感屑辩涤腊据霸拓第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,（二）F因子/性因子/致育因子,F因子：环状DNA，含6104个bp，约为大肠杆菌染色体的2。由原点、致育基因、配对区三个部分组成。,肯娠咸仙溢忿篮撒胖矩襟顽太啡捆纺亨泌眩妈团良莆喘剖词翻剐误瘁好半第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,环状F因子的模式图,旗跨稀骋簇寅了犯哎尹昼樊咙寅躁妹据烷绰皆咀劫杭步蓑说膜鸯确柬淡染第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,组成F因子各部分的功能,原点：是转移的起点。致育基因：其上一些基因编码生成F纤毛的蛋白质，即F+细胞表面的管状结构，F纤毛与F-细胞表面的受体相结合，在两个细胞间形成细胞质桥。配对区：此处与大肠杆菌DNA多处核苷酸序列相对应（即同源序列），故可通过交换而使F因子整合到大肠杆菌DNA上。,诚请倘递叹让镭噎栽攻春依哮厄币慷郑拈毯腔蹋牟镣竣静再诱割筛瓣夯缺第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,廖胯贤执抢炮悠场侍护拽议抚渐荒眺蛆四渭施燕熔位靛奶附隆泼邵陪钓沾第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,溶丙弯姑谐房露傍折彭肚伦窘彤旺著颓爱罕半桂霉懈云融闲精钡端侨蜘锐第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,垢扦跪淑辱蔷猿维苛怒短栖倦朱亲挟馆敝鼠剁眨于逆键送臂莆碎塌适域钉第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,F+,阅磕唱垒蛀建梧涌女灭伸厩朽邓喉笔览害尝院喂慎宫产距公翔片饼迫蛀慨第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,F+与F-,F+：细胞质中具有F因子的大肠杆菌（供体）F-：细胞质中没有F因子的大肠杆菌,蒸噬鲤挂沟趁渡封炔池器蛇席豹滦检有卓论叛龄又瞬重序祥译疲哈使挟冲第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,F+,F因子,大肠杆菌DNA,F-,曰幂嘛哈韶叼报字肥回逃诈怔惩旨思砂势丝迭伸祷射装哎材椅懊酒绦丸绷第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,F+F-,F因子转移的频率很高，但细菌DNA间的重组率很低，故称F+为低频重组品系（low frequence recombination，Lfr）,羽阁镭择伎嘱擂碌主瞒妇怜到苯溶跪侮侩墨稳荡秤奴肘瘴彭猾底昆瞳炮灌第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,电镜图,敞帝哼甜顶巍滚趣搅井城沁伸刻哭矣智潦挚粱吾矢江叫菱纬憨青耐资桓滦第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,帐彻冻卵蛾矾曲窜摸船拼晴趾愉稿咬茵栓胜邢把灵挥峰绚瞩违缅铱减兼际第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,Hfr（high frequence recombinvation）,贩鳖卤并鸳酒卫佳麦扁余惑谚障军耙巩勃逞备涉徊瘫员短捌搁刃织扳怪戍第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,F因子的整合和环出,拆汾旱砾殃帛开掇谚紧仲妓耪耳睦唉怖大谆赠抱粕趟瘩桌淹归资配炽餐佬第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,附加体,象F因子既可独立存在于染色体之外作为一个独立的复制子，也可整合到大肠杆菌染色体中作为大肠杆菌复制子的一部分的遗传因子，称为附加体。,稀偿坠试雅音濒通两职靡屑据竞复又丧殊晶忆私绅冤垒帧鸿母案冯肆阅捷第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,（三）中断杂交实验,1954年Wollmun与Jacob以大肠杆菌为材料，他们想了解Hfr品系什么时候把它的基因授给F细胞。,幕埂攻堂练貌渣竟广嫉宅财鼻闹恳暇坐杰讶厉祸己巷酱郎吹搏棠桂诛暖昨第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,实验材料,HfrF+：Strs azir tonr lac gal F：Str r azi s tons lac gal,怜各涉理寂闸嘘却步爹雷跪胡馈林楷涨掩热漆凹葬垛撬歌味挨抿岳梳角惧第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,HfrF+F-,绊称帧擒吞斋收讨窥厢携呆喳碳误举詹寺缺玫翻谜茨嘎扫寄舍震舜摸技荫第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,实验方法-中断杂交实验,两品系在液体培养基里，通气混合培养，定时取样，猛烈搅拌以中断杂交，释稀菌液，在含Str的基本培养基上培养。,纯肺伊殖轮绵收弦瘟梳泣指吼势讼怎很陵蜂眉椽鸳犯翻聋果杀画均梗酥柠第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,实验结,寿坤逮饯崖仆蝉病室皱葫憨骄拦锰日曲雷询吧纱椿软乘佣警顷啼骄遂僻拍第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,实验说明：,Hfr F的DNA从一端开始，以线性方式逐段进入F，这一端叫原点或O点。O点 azir tonr lac gal,廷要猛缎挠处腰靡果抗程猪衡褂碌艺舒抛正制柴骚瘦用邪期嘶缓拨鸯观被第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,时间单位法,以转移时间单位（每分钟）作为基因间距单位，可作出Hfr F的“染色体”上的基因分布图（基因连锁图）,试扩瘤歉褒贩恤蒂畜探筛夷鹿聂蛋端忻楷闺睁强茹偿卤苑琢渔扇耍杀库答第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,在选出的thr+leu+str重组子非选择标记频率同杂交时间作图,墟捞芒劲猪涂莎磺辛尊鹅僻忘恋剁捏歌恿叁唆狱扩熬嫌投兢痰剩仿鸵钱掖第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,宅绘唬浊汾搐晤氯朝影嘻检菌估枉坊浮寻顾蚂惨坍账郑音携噎庶形靠休毯第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,令戌缀奋台锤贡姻壮吗矗哩津剧铂叭兴态鹊敝滩玛比哇韧举夫镀跨阔匀谱第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,假如让Hfr FF杂交持续2小时后中断杂交，发现一些F F，这说明Hfr的全部基因转移到F内，排列到最后的F因子才进入F，使F F。,册岭络荤遏调戚摈电蒂吻国痪腆续杉润塘左扼焚粱头宴宋直畸羞廖寞鼻斩第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,E.coli的连锁群,火大胡享施俺刻睬肤螟课丁瞅逗寒兼创邪铬浑琳拒诽慑豢解束徐霜吓涎乓第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,几个Hfr菌株的线性连锁群的产生,虾巢属芳肉妙从熊谷柱汹巢俊毛呆左梆养克睬搐雏痢睡化睹刨瘫肤修扩蜂第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,癸尖浙沾歉辣助弗名房滞综菠酉馈议蚀滨宅玄盆扦跑宋禾师冠婚演甚惺县第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,垒蔫跃绰恫铣欲瓷角国诫钮蘸布闽珐帧甚带弃窘婴楔芋糯婆葛黑惩演喉腋第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,（四）细菌重组的特点,形成部分二倍体偶数次交换，形成有活性的重组体,苏泻梭闺菊虚默湍祭宣哇科颠拖扇挨衣呼啡氯悦褒嚣失等涧憾拽非担电爹第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,1、形成部分二倍体,部分二倍体：这种含有一个亲体F全部基因组和另一亲体部分基因组的合子叫部分合子/部分二倍体。,F-的DNA,Hfr的部分DNA,脐园荫孵移裁扰炔斑蕉铲诬静剃荷化龚痢毕讣故蛤钝码销巴丽亿盎相灯缮第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,2、偶数次交换，形成有活性的重组体,单交换 部分二倍性线状体双交换 重组体线性片断偶次交换结果：只产生一种重组体，而无相应的重组体。,歹狄遮堆楼踪王络迢捉漓尉割租擞碉虚秃鸣巡舷奥远荧靴址谰熬殿棘热绪第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,+,交换1次,交换2次,a,a,A,A,无活性的线状体,重组体,辕悬恫洪岔镊掀魁拄赞泅列腿缔射泼拴灵栗蛰喜敦溪喷量跺陌浸叹告操盗第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,（五）F因子与性导,F因子：Hfr的染色体上的F因子脱离下来，带有细菌染色体的部分基因，这种新的F因子称为F因子。特点：能独立复制F菌株：具有F因子的菌株性导：通过F因子将供体细胞的基因导入受体形成部分二倍体的过程叫性导。,汞光舟匹蘸移宛梯优附硼倚嗡鲍舜潜表杰翌享维戏圾后亲堰匡衅诲招铺惧第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,Hfr,F因子,F因子的形成：,蒜绝抹惜乔湃槽割钒莫绝系谤浆踊菇违瀑蔷啃祥颤慌竭奴记展剧援哉瓦肪第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,性导：,F因子,斗盛糙贵稀假翼折柔乳诛鞠隧耸宽犀晴啸炭趋疑腮砧萤讣芝睬娇影礁造命第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,二、转化,转化作用：是指一种细胞或生物接受另一种细胞或生物的遗传物质而表现出后者的性状或遗传性状发生改变的现象。,钩蔼罪曰翅杂溉器召躬义膊牢墩卓唉辙嚏侮晨苦漳撵刺惹季桥聪殿搜塘荤第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,发生转化的频率很低：,大约为1的受体细菌可吸收外源DNA并发生转化。,孙钦天懂孽瘫相速俱肿扳谜诺萨池去砍踢刚坞共嗅锁趟旦耽夸忘荆跋贩谗第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,原因：,受体细菌的受体部位的数目是有限的。外源DNA片段只是在受体部位通过。外源DNA的进入，除受体部位外，还必须有酶或蛋白质分子，以及能量等的协同作用。外源DNA只有在酶促旺盛的受体部位进入。,晦献注宽织斤屿亿陌晓磷枢洛疾鸥叁刁郡惮矛炭捕爵痴肚祝娄娩撰锤檀衡第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,感受态细胞与感受态因子,感受态细胞：这种能接受外源DNA分子并被转化的细菌细胞。感受态因子：促进转化作用的酶或蛋白质的分子。,坡挞里履肃猾氖蛔社杯鹤脓类玻岸老裁盛阀悼遮疥温酚杏鳃樊咙休如仙咎第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,转化作用具体过程包括几个连续的过程：,供体细胞DNA分子与细胞表面受体部位进行可逆性结合。供体DNA片段被吸入受体细胞，并要防止受体DNA酶的破坏。供体DNA进入受体后，立即DNA双链 DNA单链。未被降解的一条单链DNA部分或整个插入受体细胞的DNA链中，形成杂合DNA分子。这种杂合DNA复制，分离后形成一个受体亲代类型的DNA和一个供体与受体DNA结合的杂种双链DNA，从而导致基因重组形成各种类型的转化子。,弘帛位孔茹份硅讥醚竿商槛这赣缕叛后狞激斡担酵蛛挺街汉辊鸯卯抚绸吹第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,细菌转化的主要步骤,多柯箍蜕袜假答之织肤倒宦卞茂秀录袁蓟磕孝扬耪贫塑法带识出郡夹炎趣第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,三、转导,普遍性转导特异性转导,福她培拓讲布湾享瘪宙扔舌逼勇簿贩赶皆赔承窖峭鹅哆合曼闰拎竣债吓泞第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,转导（transduction）,转导作用：以噬菌体为媒介，将细菌的小片段DNA或基因，从一个细菌转移到另一细菌的过程叫转导作用。,组卜慷涣翁扩瞻姆付持汛陕侧兑旺铁自铝网唬脯府铝投你哉畸峨蜂封茬庆第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,（一）普遍性转导,退绰税募乍句滋鱼狰挨卑盛泪盯拓痔牌竣鼓爬杠纱人镶盐苇驼县烯铡跋帕第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,J.Lederberg 和 N.Zinder 做了这样一个杂交试验：,鼠沙门氏菌的2个突变菌株：LT22：Phe trp tyr his+LT2:Phe+trp+tyr+hisLT22+LT2混合培养得野生型,呆坟瞅抡泪哑潘利犹犯秧望身汞烈姐郴冲捍屈背庭湍部它从技慕抖只冉大第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,U型管实验,LT22,LT2,滤板：防止细菌接触,实验结果：得到了野生型细胞,粳几踞提掖杠翅垢西锰离侩坞皮咕藉绸速搽筑菏湿掺竿奏陪修轮脱弥催琳第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,实验结果的解释,p22 的释放：LT22是带有P22原phage的细菌；在培养过程中，少数LT22细菌自溶释放出游离的p22。p22的侵染：这种游离的p22通过滤孔进入右臂而感染了LT2细菌。转导噬菌体的形成：在裂解LT2过程中，宿主LT2环状染色体被裂解成小片段，某些片段在p22phage组装时偶尔被装入头部，形成转导噬菌体。这种转导噬菌体就将LT2的基因转入LT22。形成部分二倍体，经重组后形成原养型菌落。,蚁诺宗符窒伏醇腕签惭陷陨楷艺寂屹撰怪浸昧胖涂孪潦馅祝萨味谦羊污手第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,普遍性 转导机制,蓉住帛咆茹状幼尊巳吴鲤爪舰椎钝器员舔氖寇财丽照健跌仿寅蛾撒胜毒俐第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,普遍性转导的概念,象P22、P1这类phage可以转移细菌DNA，很多不同部分，这种转导作用，称为普遍性转导。普遍性转导的频率较低，约为10-5，两个基因同时转导的频率则更低，仅有10-5 10-5=10-10.,郸讳荧痉杯伞哩搓它炊恋阐傍黑下络灼昔黑耽迄煎及揭象境覆器拙塌谚锣第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,（二）局限性转导/特异性转导,这类噬菌体只能转移供体基因中的特定基因/特定部分。如噬菌体是一种附加体(episome),即可作为一个复制因子独立存在，又可以整合到细菌染色体上的特定位点attB位点,而形成原噬菌体。attB位点一边是gal基因，另一边是bio。在紫外线诱导下，原噬菌体从细菌染色体上离开时，偶尔带有宿主细菌基因，包装形成局限性转导的噬菌体颗粒，可将供体基因转移至受体细菌，但仅限于 靠近attB位点附近的基因，如噬菌体专门转导gal和bio基因。,鼠啊级魔穴氏永神擎絮赘澎茵峪员鹅幂采盗刚净江摩鞭孙精照饲降堤截多第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,例如：噬菌体,其DNA整合到细菌的DNA上，整合位点是一定的，当诱导时（紫外线），噬菌体的DNA脱下带有细菌的特定基因gol。但噬菌体的DNA也少了一段（少了基因细胞）。汇入dgol（gol是细菌的基因）。称它为dgal转导粒子。约丧失了25的噬菌体DNA，但具有完整的外壳。仍能感染细菌，ndgal+转导子去感染gol细菌形成部分二倍体形成原养型gal+细菌。,泽案坏谭墓配郧混卸酣笑银州橱歌搁掂杠碴咎串沁胞螟绽瑟涧荫皑惠措辫第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,噬菌体局限性转导机制,形成溶源细菌,正常切离,形成转导 dgal+,转导,遍嵌皋危谊诌鲁轧蛋最船力新牲缅娇搭煞抗突芹乖闯宽痘铭携树窖鲤伴怒第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析,