文档介绍：第十章细菌及病毒的遗传分析(2h)
第一节细菌和病毒遗传研究的意义
第二节噬菌体的基因重组
第三节细菌基因重组
本章要求
思考题
第一节细菌和病毒遗传研究的意义
一、细菌和病毒在遗传研究中的优越性
①繁殖世代所需时间短;
②易于管理和进行化学分析;
③遗传物质较简单,便于用作研究基因结构、功能及调控机制的材料。
④便于研究基因的突变;
⑤便于研究基因的作用;
⑥可作为研究高等生物的简单模型;
二、细菌和病毒的拟有性过程
细菌和病毒均属于原核生物不存在严格意义上的有性过程。
细菌细胞内除了染色体外还有一些寄生性复制因子(如噬菌体和质粒,也被称为核外或染色体外因子),它们可以在细胞间传递,并且形成细菌染色体间以及细菌染色体与核外遗传因子间的重组体,类似于真核生物减数分裂过程中形成的重组体结构。
拟有性过程
引起细菌、病毒间遗传物质转移与重组的过程。
拟有性过程的存在是细菌、病毒作为真核生物的模型研究遗传重组和基因结构的重要前提。
三、病毒的种类
根据宿主划分:
微生物病毒
植物病毒
无脊椎动物病毒
脊椎动物病毒
亚病毒
类病毒
拟病毒
朊病毒
细菌病毒一般称为噬菌体(phage)
噬菌体的类型
根据噬菌体的生活周期可分为:
(一)烈性噬菌体(virulent phage)
侵入宿主细胞后,利用宿主细胞内的物质进行自身遗传物质和蛋白质的合成,组装出子噬菌体,使宿主细胞裂解而释放子噬菌体,这类噬菌体称为烈性噬菌体。
(二)温和性噬菌体
侵入后并不使细菌裂解,而是以原噬菌体或质粒的形式存在的一类噬菌体称为温和性噬菌体。
某些噬菌体侵染细菌后,其DNA整合到宿主染色体中,这种处于整合状态的噬菌体称为原噬菌体
四、细菌细胞结构的特点
①无真正的细胞核。
只在菌体中央有一个遗传物质集中区——核区,无核膜和核仁,其功能与细胞核相当,由一个环状DNA分子高度缠绕而成,其中央部分是RNA与支架蛋白,这样的细胞核称为拟核。
②缺乏线粒体、叶绿体等细胞器。
五、细菌DNA与质粒
①细菌DNA
一个很长的共价闭合环状双链分子(dsDNA),通常以超螺线体的形式存在于细菌体内。
DNA分子无组蛋白与之结合,仅与一些碱性蛋白结合。
细菌DNA中有一定比例(约1%)的碱基甲基化。
②质粒
细菌体内含有的一种染色体外小型环状DNA。
携带着决定细菌某些遗传特性的基因,如抗药、产毒、致病、形成芽胞、产生色素或抗生素等的基因。
能独立于染色体存在和复制,还能在细胞间传递。
③附加体
有些质粒能整合到细菌染色体中,在染色体的控制下随染色体一起复制,这类质粒称为附加体(episome)。
第二节噬菌体(T2)的基因重组
噬菌体的突变:
噬菌斑的形态
宿主范围
(1)噬菌斑突变:T噬菌体的r-突变体(速溶)
正常噬菌体,r+,产生的菌斑小而边缘模糊
突变噬菌体,r-,产生的菌斑大两倍而边缘清晰
(2)宿主范围突变: T2噬菌体的h-突变体
正常噬菌体,h+,只能以大肠杆菌B株(Ttor)为宿主
突变噬菌体,h-,能以B株和B/2株(Ttos)为宿主
T2噬菌体的基因重组
将两种不同的T2突变体进行杂交,对其杂交子代进行重组分析
杂交方法:
将Ttor和Ttos两种大肠杆菌细胞混合
同时接种高浓度的T2噬菌体的h-r+和h+r-两种突变体,保证绝大多数细菌都被一个以上噬菌体感染
两种不同的噬菌体DNA可能在宿主细胞内进行重组,从而产生非亲本型子代h+r+和h-r-。
亲本型
重组型
×
T2噬菌体的基因重组
h+r-×h-r+
接种在同时长有B和B/2
株的培养基上
h+r- h-r+ h+r+ h-r-
混浊,大透明,小混浊,小透明,大
见教材P199~201。