文档介绍：第五章 细菌基因重组及遗传分析
基因重组（gene recombination）是指不同来源的遗传物质通过转移和交换而重新组合的过程。高等动植物和许多产生有性孢子的真核微的基因重组都是通过有性世代来完成。
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在细菌中，提供部分遗传物质或少数基因的一方称为供体（donor），而获得基因的另一方称为受体（recipient）。
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第一节 转化（Transformation）
转化：是指某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型细胞的DNA而使受体的基因型和表型发生相应变化的现象。转化现象的发现和转化因子的证实对促进现代分子生物学的诞生和发展产生了巨大的推动作用。
在实验室条件下，通常用CaCl2、cAMP、低温培养、PEG介导及电脉冲等方法转化细菌或其它微生物。细菌转化的过程大体可分为三个阶段：
感受态的出现
DNA的吸附和进入
DNA的整合
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感受态的出现
感受态（competence）：是指受体菌细胞最容易接受外源DNA并使之不被DNA酶降解的生理状态。
一、转化过程和机制
细菌细胞在特定时期产生一种称为感受态因子的小分子蛋白（5-10 kD）。这种感受态因子可与细胞表面受体蛋白结合，使细胞产生感受态特异蛋白，其中包括细胞壁自溶素。自溶素使细胞表面的DNA结合蛋白及核酸酶裸露出来，使其具有与DNA结合的活性。因此，当细菌表面出现许多DNA结合位点时，就意味着细菌出现了感受态。
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4. 进入细胞的单链与寄主DNA同源区重组并整合到染色体上
革兰氏阳性菌
1. 双链DNA片段在DNA结合蛋白（黑色点）的帮助下吸附到细胞表面并由核酸酶（紫色椭圆）切成缺口
2. 由核酸酶降解其中一条单链
3. 未被降解的单链与感受态特异蛋白相互作用并进入细胞
DNA的吸附和进入
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在流感嗜血菌中，其感受态细胞形成一种结合双链DNA的膜结构，称为转化小体（transformasome）。该小体吸附DNA后，与细胞的内外膜相融合而转入细胞内侧，再将双链变成单链DNA。
转化小体
双链DNA被转化小体摄取
转化的双链DNA（30-50kb）结合到膜受体上
很快进行同源重组使外源DNA整合到染色体上
革兰氏阴性菌
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DNA在进入感受态细胞之前，要经过可逆性吸附和不可逆性吸附。
可逆吸附的DNA对DNA酶敏感，并可以洗脱下来。随着感受态细胞膜蛋白的参与，可逆性吸附逐步向不可逆吸附转化，不可逆吸附DNA对DNA酶不敏感。
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吸附到细胞表面是双链DNA，而不是单链DNA
实验证明：肺炎链球菌的转化因子在100℃下逐渐失去转化活性(DNA发生变性)。
在逐渐冷却过程中活性逐渐恢复(单链DNA复性成双链)。
说明完整的DNA双链结构对于转化活性来说是必要的，转化的第一步，需要双链DNA才能结合到细胞表面的结合位点上。
当DNA吸附后，被酶解开成单链DNA，只有单链DNA才能进入细胞内并与受体染色体DNA进行整合。
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流感嗜血菌特异性摄取序列： 5’AAGTGCGGTCA 3’
淋病奈瑟球菌特异性摄取序列：5’GCCGTCTCAA 3’
在流感嗜血菌的染色体上有600个拷贝的摄取序列。摄取序列虽然只有10-12bp，但很少随机地出现在其他物种的DNA序列中，因此这些细菌对外源DNA的吸收具有选择性。
为什么有些细菌对摄取的DNA有特异性要求呢？
近年来的研究表明，G-菌和G＋菌对单链DNA也能进行有效转化，但一般是在较低的pH值下进行的。
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外源DNA片段在受体细胞中的命运：外源DNA（红色）转化到受体细胞后，通过同源重组整合到染色体上，否则被降解成核苷酸。
DNA的整合
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