普通遺傳學(xué)第六章

普通遺傳學(xué)第六章第一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第一節(jié)細(xì)菌的細(xì)胞和染色體一細(xì)菌細(xì)胞大?。?-2m；

繁殖方式：二裂式均等分裂，1代/20min

分裂特點(diǎn)：均等分裂，無基因重組二細(xì)菌染色體

P145表6-1

1結(jié)構(gòu):環(huán)狀雙鏈DNA，單倍性，以折疊或螺旋狀態(tài)存在

2大?。洪L約250-35000m(未螺旋)3復(fù)制方式：復(fù)制

第二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第二節(jié)大腸桿菌的突變型及篩選一細(xì)菌作遺傳研究材料的優(yōu)點(diǎn)1

有許多營養(yǎng)缺陷型,且易于選擇和鑒定2

生活周期短:繁殖快,積累代謝物質(zhì)多3

繁殖快,數(shù)量大,易發(fā)現(xiàn)和鑒定突變型4結(jié)構(gòu)簡單:DNA裸露,單倍性,利于基因精

細(xì)結(jié)構(gòu)和基因功能表達(dá)調(diào)控的研究第七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六二細(xì)菌的突變型(一)合成代謝功能的突變型:（營養(yǎng)缺陷型）基本培養(yǎng)基、補(bǔ)充培養(yǎng)基、完全培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基(二)分解代謝功能的突變型：(三)抗藥性突變型:

青霉素:penr,

pens

鏈霉素:strr,strs

PenicillinStreptomycin抗性:resistance敏感:sensitive（四）抗噬菌體突變型

T1噬菌體TonrTons

T2噬菌體TtorTtos第八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六三突變型的篩選例如：營養(yǎng)缺陷型的篩選:u.v

野生型細(xì)菌完全培養(yǎng)基：影印培養(yǎng)基本培養(yǎng)基：補(bǔ)充培養(yǎng)基：氨基酸類維生素類系列氨基酸補(bǔ)充培養(yǎng)基：賴氨酸脯氨酸精氨酸….第九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第三節(jié)大腸桿菌的性別一細(xì)菌的接合１經(jīng)典的雜交實(shí)驗(yàn)

1946年Lederberg;Tatum圖7-1

品系A(chǔ)品系B基因型:met-bio-thr+leu+thi+×met+bio+thr-leu-thi-↓↓↓基本培養(yǎng)基:無菌落有10-7無菌落2出現(xiàn)野生型菌落的可能原因：回復(fù)突變、轉(zhuǎn)化、互養(yǎng)、細(xì)菌間發(fā)生了基因重組第十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六3轉(zhuǎn)化、互養(yǎng)的排除—U型管試驗(yàn)

無無結(jié)論:

1:野生型不是轉(zhuǎn)化(DNase)或互養(yǎng)產(chǎn)生的2:直接接觸對野生型的產(chǎn)生是必要的證明：細(xì)菌發(fā)生了基因重組

基本培養(yǎng)基第十一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六二E.coli性別的發(fā)現(xiàn)1Hayes的實(shí)驗(yàn)A:met-bio-thr+leu+thi+strs

×

加鏈霉素B:

met+bio+thr-leu-thi-strr

↓

基本培養(yǎng)基+str:出現(xiàn)菌落met-bio-thr+leu+thi+strr♂

×

加鏈霉素met+bio+thr-leu-thi-strs♀

↓

無菌落

2結(jié)果得出結(jié)論:

(1)

E.coli有相當(dāng)于高等生物的性別?(2)

E.coli的遺傳物質(zhì)是由♂→♀單向傳遞的第十二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六3Hayes的解釋（1）細(xì)菌是有性別的,細(xì)菌的性別由性因子F(Fertility)(質(zhì)粒)決定的:F+♂,F-♀（2）F因子可以自發(fā)地丟失或者得到

F+♂-Ｆ+Ｆ

F-♀（3）雜交時雄性親本必是F+,雜交后都轉(zhuǎn)變成F+

♂

AF+×

♀BF-→♂AF+，♂BF+F因子/致育因子/F質(zhì)粒/性因子/附加體質(zhì)粒:指任何染色體以外的穩(wěn)定遺傳的遺傳結(jié)構(gòu)附加體:

在細(xì)胞中或以游離狀態(tài)或與染色體相結(jié)合狀態(tài)存在的可穩(wěn)定遺傳的遺傳結(jié)構(gòu)

第十三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六三Ｆ因子與高頻重組1F因子的結(jié)構(gòu)F因子/致育因子/F質(zhì)粒/性因子/附加體原點(diǎn)：轉(zhuǎn)移的起點(diǎn)致育基因：其上一些基因編碼生成F纖毛的蛋白質(zhì)，即F+細(xì)胞表面的管狀結(jié)構(gòu)。F纖毛與F-細(xì)胞表面的受體相結(jié)合，在兩個細(xì)胞間形成細(xì)胞質(zhì)橋。還有大量和F因子轉(zhuǎn)移有關(guān)的基因配對區(qū)：與大腸桿菌基因組同源的序列，是同源重組的必須的。通過同源重組使F因子整合到大腸桿菌染色體上（DNA）第十四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六2F因子的整合與解離

圖6-12圖6-133F因子與高頻重組菌株(Hfr:Highfrequencyrecombination)接合的概念第十五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六F因子與F′因子第十六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六3F因子狀態(tài)與遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移特點(diǎn)Ｆ因子狀態(tài)游離整合菌株類型Ｆ+

Fˊ

Ｈfr

Ｆ-菌株性別♂♀雜交類型Ｆ+×Ｆ-Fˊ×Ｆ-Ｈfr×Ｆ-Ｆ-×Ｆ-

傳遞特點(diǎn)

轉(zhuǎn)移Ｆ因子不轉(zhuǎn)移細(xì)菌基因Ｆ-轉(zhuǎn)變成F+不能進(jìn)行極少轉(zhuǎn)移Ｆ因子,大量轉(zhuǎn)移細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移Fˊ因子還轉(zhuǎn)移細(xì)菌個別基因,F-轉(zhuǎn)變成F’第十七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六4高頻重組菌株ＨfrHfr的Ｆ因子轉(zhuǎn)移特點(diǎn):(1)F整合后呈線狀(2)轉(zhuǎn)移起點(diǎn)0位于線狀F中間(3)先轉(zhuǎn)移F因子的一部分,F的后面部分最后轉(zhuǎn)移(4)大量轉(zhuǎn)移細(xì)菌基因第十八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六四細(xì)菌基因重組的特點(diǎn)１部分二倍體:指完整基因組和部分基因組的細(xì)胞(半合子)P151

內(nèi)基因子:P151外基因子:P151２細(xì)菌基因重組的特點(diǎn):(1)細(xì)菌基因重組是在部分二倍體中進(jìn)行(2)只有偶數(shù)交換才產(chǎn)生有活性的重組體

(3)對應(yīng)重組子不出現(xiàn)

Ab/aB(AB沒有ab)[交換仍然是相互的，但是重組結(jié)果不是相互的]第十九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)中斷雜交與重組作圖一中斷雜交實(shí)驗(yàn)作圖1中斷雜交實(shí)驗(yàn)

Hfrthr+leu+azirTonrlac+gal+strs

×

F-

thr-leu-azistonslac-gal-strr

8′9′11′18′↓↓↓↓

完全培養(yǎng)基+str

↓↓↓影印接種:thrleuaziTon┆┆┆第二十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六表6-7Hfr的未選擇性標(biāo)記基因進(jìn)入F-所需時間轉(zhuǎn)入時間出現(xiàn)在F-中的頻率（分鐘）8`thr+(選擇性標(biāo)記)100%8.5`leu+(選擇性標(biāo)記)100%9`azir90%11`tonr70%18`lac+40%25`gal+25%

第二十一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第二十二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六2中斷雜交實(shí)驗(yàn)作圖原理A）Hfr染色體上基因是從某一點(diǎn)（O）開始,以線性方式進(jìn)入Ｆ-B）離原點(diǎn)愈近的基因進(jìn)入Ｆ-愈早,出現(xiàn)在Ｆ-中的比例大,反之則小3中斷雜交作圖在HfrF-雜交中,把接合中的細(xì)菌在不同時間點(diǎn)取樣,攪拌中斷雜交,分析受體菌基因型,以Hfr基因出現(xiàn)在Ｆ-中的先后為順序即轉(zhuǎn)移的時間(分鐘)為圖距單位進(jìn)行基因作圖的方法.4作圖

(原點(diǎn))thrleuaziTonlacgalF088.59111825min

第二十三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六5E.coli的染色體呈環(huán)狀P154表6-4幾個Hfr菌株的基因轉(zhuǎn)移順序菌株轉(zhuǎn)移順序HfrHHfr1Hfr2Hfr33120thrprolacpurgalhisglythi

0thrthiglyhisgalpurlacpro0prothrthiglyhisgalpurlac0purlacprothrthiglyhisgal0thithrprolacpurgalhisgly第二十四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六1)不同的Hfr品系轉(zhuǎn)移的起始基因是不同的

說明：Ｆ因子可以在不同的位點(diǎn)插入細(xì)菌染色體2)Hfr品系的基因只能以一個方向轉(zhuǎn)移進(jìn)入Ｆ-說明：F因子的行為是有極性的(DNA滾環(huán)復(fù)制決定)3)基因間的相對位置不變

說明：不同品系細(xì)菌的基因順序是相同的4)不同Hfr品系按先后順序轉(zhuǎn)移的基因相互重疊

說明：細(xì)菌的染色體是環(huán)狀的P153圖6-9

thr

lachis

galpurthipro2glyHfrH33121注意:兩基因轉(zhuǎn)移時間＜2分鐘,中斷雜交法的圖距不夠精確，應(yīng)采用傳統(tǒng)的重組作圖法第二十五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六二重組作圖(難點(diǎn))１部分二倍體:指完整基因組和部分基因組的細(xì)胞(半合子)P151

內(nèi)基因子:P151外基因子:P151２細(xì)菌基因重組的特點(diǎn):(1)細(xì)菌基因重組是在部分二倍體中進(jìn)行(2)只有偶數(shù)交換才產(chǎn)生有存活的重組體

(3)對應(yīng)重組子不出現(xiàn)

Ab/aB(AB沒有ab)[交換仍然是相互的，但是重組結(jié)果不是相互的]第二十六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六二重組作圖(難點(diǎn))１細(xì)菌的重組作圖的前提(1)

兩個基因緊密連鎖(2)

兩個基因進(jìn)入受體菌的先后順序例：已知lac和ade緊密連鎖,在HfrX品系lac+比ade+先進(jìn)入Ｆ-HfrXlac+ade+strs

×F-lac-ade-strr選擇培養(yǎng)基加str且lac，無ade

Ｆ-ade+strr(lac-或lac+)伊紅美蘭培養(yǎng)基紫紅色菌落ade+lac+粉紅色菌落ade+lac-P155圖6-11

B:lac+ade+A:lac+ade+

C:lac-ade+

F-lac+ade+親組合52F-lac-ade+重組合15第二十七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六2計算重組體重組值=重組菌落數(shù)/總菌落數(shù)×

100%=(lac-ade+)/[(lac+ade+)+(lac-ade+)]×100%=15/(52+15)×

100%≈20%已知中斷雜交實(shí)驗(yàn)該兩個基因相距1分鐘,

重組作圖與中斷雜交作圖的圖距關(guān)系:

1分鐘圖距≈20%重組值3E.coli染色體全長：90分鐘；含有：4.2×106bp20×90≈1800cM第二十八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第二十九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第五節(jié)F`因子與性導(dǎo)一F`因子與F`菌株

F`因子：指整合態(tài)的F因子從Hfr上異常切割下來，攜帶了細(xì)菌個別基因的缺陷型F因子，但是F`因子仍然可自主復(fù)制。F`菌株：指帶有F`因子的細(xì)菌。第三十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六二性導(dǎo):

指利用Ｆ′因子將供體菌的基因?qū)胧荏w菌形成部分二倍體的過程

P156AF`×

B

F-→AF`,B

F`(部分二倍體)

AF+×

B

F-→AF+,B

F+(不導(dǎo)入供體菌基因)

AHfr×

BF-→AHfr，B

F-

（很少成為Hfr,導(dǎo)入大量供體菌基因）

1性導(dǎo)的特點(diǎn):只能轉(zhuǎn)移Ｆ因子插入位點(diǎn)附近的基因

2性導(dǎo)在遺傳分析中的應(yīng)用：P1564點(diǎn)(1)F`因子可自主復(fù)制(2)形成部分二倍體可用作互補(bǔ)試驗(yàn)測定兩突變的關(guān)系(3)確定部分二倍體中兩基因的顯隱關(guān)系(4)利用兩基因的“共性導(dǎo)率作圖”第三十一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六例子：注意：部分二倍體互補(bǔ)試驗(yàn)顯隱關(guān)系共性導(dǎo)率作圖

F’(b+c+)多F’(c+d+)少第三十二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六第六節(jié)轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖一細(xì)菌的轉(zhuǎn)化與作圖（一）轉(zhuǎn)化：指外源DNA片段不經(jīng)中間媒介體直接進(jìn)入感受態(tài)細(xì)胞進(jìn)行基因重組形成重組體的過程。

轉(zhuǎn)化子：通過轉(zhuǎn)化而形成的重組體.（二）轉(zhuǎn)化作圖1.1轉(zhuǎn)化的條件和機(jī)制:供體細(xì)菌DNA片段、感受態(tài)細(xì)胞、受體部位、蛋白參與；片段、進(jìn)入、同化、復(fù)制與修復(fù)1.2轉(zhuǎn)化基因間關(guān)系及其確定(共轉(zhuǎn)化)[DNA低濃度正比關(guān)系]DNA濃度下降比率A轉(zhuǎn)化率下降比率B轉(zhuǎn)化率下降比率A與B共轉(zhuǎn)化率下降比率A與B關(guān)系1/21/21/21/2連鎖1/21/21/21/4不連鎖第三十三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六2轉(zhuǎn)化基因間重組值的計算P158

轉(zhuǎn)化子數(shù)(重組體數(shù))親組合數(shù)+轉(zhuǎn)化子數(shù)例:供體

trp2+his2+tyr1+trp2-his2-tyr1-

P158表6-5的重組值trp2—his2的重組值=34%trp2—tyr1的重組值=40%his2—tyr1的重組值=13%根據(jù)重組值作圖：trp234

his213tyr1重組值=

=

(+-)+(-+)(++)+(+-)+(-+)

第三十四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六二轉(zhuǎn)導(dǎo)與作圖沙門氏菌（Salmonellatyphimurium）Lederberg,ZinderLT22phe-trp-tyr-his+×LT2phe+trp+tyr+his-基本培養(yǎng)基

野生型：phe+trp+tyr+his+10e5

基本培養(yǎng)基

有菌落結(jié)論:有慮過性物質(zhì)通過，后來證明就是噬菌體P22如何證明?三種方法第三十五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六二轉(zhuǎn)導(dǎo)與作圖(一)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與作圖1普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：

P22、P1這類phage可以隨機(jī)轉(zhuǎn)移供體細(xì)菌DNA，這種轉(zhuǎn)導(dǎo)作用稱為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。(1)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)制P159圖6-14(2)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)特點(diǎn):隨機(jī)攜帶供體菌的基因組DNA，3*10-5第三十六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六2普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖

什么是共轉(zhuǎn)導(dǎo)率？(1)作圖原理:兩基因相距越近，被包裝到一個噬菌體顆粒的機(jī)會就越大，共轉(zhuǎn)導(dǎo)率就越大。共轉(zhuǎn)導(dǎo)率大相距近，反之則相距遠(yuǎn)(2）雙因子轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖如：確定abc三個基因在染色體上的順序，分別測定a-b、a-c、b-c的共轉(zhuǎn)導(dǎo)率；如果：a-b的共導(dǎo)率最大，a-c較大，而b-c的最小，則順序?yàn)椋篵a

c第三十七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六(3)三因子轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖例：P1→供體：thr+leu+azir

↓

受體：thr-leu-azis

各種選擇性培養(yǎng)基轉(zhuǎn)導(dǎo)子基因型共轉(zhuǎn)率

P1+供體菌受體

無leu

順序：thrleuazi加azi

無thr

無leu無thrthr+leu+3%thr+azir

0%leu+azir50%leu+thr+2%加azi第三十八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六(4)中間位點(diǎn)法P1供體菌：supC+trpA+pyrF+

↓

受體菌：supC-trpA-pyrF-↓第三十九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期六轉(zhuǎn)導(dǎo)子（1）supC+trpA+pyrF+36（雙交換）（2）supC+trpA+pyrF-114（雙交換）

（3）supC+trpA-pyrF+0（四交換）（4）supC+trpA-pyrF-453（雙交換）基因順序是:supCtrpApyrF

如何用共轉(zhuǎn)導(dǎo)率判斷基因間的順序？supCtrpA（36+114）