第二节 微生物的基因组结构
基因组概念
一.E.coli基因组

原核生物 结构特点
1.遗传信息的连续性 一条染色体，DNA含量少，大 部分DNA用来编码蛋白质
2.功能相关的结构基因组成操纵子功能相关基因丛 集排列，有利于调节。
3.结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝
4.基因组重复序列少而短
复制、转录、翻译——RNA聚合酶、启 动子、延伸因子、复制起子
一. 质粒：独立于染色体外，能进行自 我复制的细胞质遗传因子
二.质粒主要类型
1.F因子 分子量

4种
2.R因子
3.Col因子
4.产毒素质粒
5.Ti质粒
6.降解质粒
F+，F-，Hfr， F‘
5-BU在DNA复制时掺入并引起碱基转换 （BUk为酮式5-BU；BUe为烯醇式5-BU）
3.Ames test
独立性
抗A10-5，抗B10-6，抗AB10-11
可回复性
his-
his+
可诱变性
可提高10---105
（2）.分子基础

互变异构

DNA插入与缺失

转座因子
概念
转换 颠换 突变率
2.诱发突变
概念
诱变剂 诱发突变
化学---- 碱基类似物 、亚硝酸、染料
物理---- UV、热
生物诱变因子
饰变（modification）：
指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转 录、转译水平上的表型变化。
特点：
a.几乎整个群体中的每一个个体都发生同 样的变化；
b.性状变化的幅度小； c.因遗传物质不变，故饰变是不遗传的。引
起饰变的因素消失后，表型即可恢复。
第一节遗传的物质基础

Tn----复合转座子

Mu---噬菌体
结构
（1） 简单转座子：IS
不含有任何宿主基因 末端反向重复序列， 编码转座酶
转座时引起靶位点正向重复
TTGCA AACGT
TnP
TGCAA ACGTT
(2) 复合式转座子
复合式转座子(composite transposon)是一类带有某些抗药 性基因(或其他基因)的转座子，其 两翼往往是两个相同或高度同源的 IS序列，表明IS序列插入到某个 功能基因两端时就可能产生复合转 座子。
二.啤酒酵母基因组

真核生物基因组结构特点
1、基因组大，多个染色体
2、mRNA单顺反子结构
3、断裂基因，（有内含子）
4、基因组重复序列多 （遗传丰余）
三.詹氏甲烷球菌的基因组

古生菌基因组结构特点
1、类似原核生物：
环状染色体
操纵子结构
无内含子，无核膜
2、类似真核生物：
的总和 是一种内在可能性或潜力。
表型（phenotype）：
指生物体所具有的一切外表特征和内在特 性的总和;
是具一定遗传型的生物在一定条件下所表 现出的具体性状。
遗传型 + 环境条件
表型
变异(variation): 生物体在外因或内因的作用下，遗传物质
的结构或数量发生改变而导致表型改变。 变异的特点： a. 群体一般为10-6～10-10； b. 形状变化的幅度大； c. 变化后形成的新性状是稳定遗传的。
三.质粒的特性
1.能独立复制
2.带次要性状
3.可整合，可游离，可细胞间转移
4.不亲和性
5.口丫啶类染料可消除之

松弛型质粒

严紧型质粒
四.转座因子类型与分子结构
转座子（Tn)：存在于染色体DNA上可自主复制
和位移的基本单位，最简单的为 插入序列。
类型

IS ---插入序列
第八章 微生物遗传
本章的目的要求：
掌握：微生物基因突变的一般规律
原核生物的基因重组、
营养缺陷型的筛选、
基因工程的主要步骤。

质粒的特征
了解：遗传物质的证明

微生物基因组结构

基因组测序
几个概念 遗传(heredity)： 亲代生物传递给子代一套实现与其相同形状的遗
传信息。 特点：具稳定性。 遗传型（genotype）： 又称基因型，指某一生物个体所含有的全部基因
TnA家族
TnA家族没有IS序列、体积庞大 (5000bp以 上)、带有3个基因，其中一个编码β-内酰胺酶 (AmpR)，另两个则是转座作用所必须的。
复制性转座
(3) Mu噬菌体
整合 复制 免疫
头尾基因
C AB C DEHFGITJKLMYNPRSUUS
宿主基因
转座遗传学效应
1.引起插入突变 2.产生染色体畸变 3.产生新的基因----基因移动与重 排
离心
二.RNA作为遗传物质
TMV拆分重建实验
•三. 朊病毒的发现与思考
遗传物质在微生物细胞内 存在的部位和方式
7个水平 细胞水平 细胞核水平 染色体水平 核酸水平 基因水平 密码子水平 核苷酸水平
遗传物质集中在核内或核区 核基因组；细胞质基因 单倍体和双倍体 核酸种类、结构；DNA长度 最小的遗传功能单位 3个核苷酸代表一个氨基酸 核苷酸是一个最低突变单位

2. 表型变化
（1）营养缺陷型
概念 表示方法
（2）抗性突变型
概念 表示方法
（3）条件致死突变型
（4）形态突变型
二. 基因突变的分子基础
1.自发突变
（1）特性
非对应性 抗Str--------非Str引起
稀有性
10-6---- 10-7
规律性 某种微生物产生某种突变有规律
一.DNA作为遗传物质 1.Griffith转化实验 1928 英国
1944年 O.T.Avery
活R菌+
①加S菌DNA
长出S菌
②加S菌DNA及DNA酶以外的酶
③加S菌的DNA和DNA酶
④加S菌的RNA
⑤加S菌的蛋白质
只长R菌
⑥加S菌的荚膜多糖
2. T2噬菌体感染实验
吸附
10分钟后 用捣碎器 使空壳脱离
思考题
基因组，转座因子，F因子 何谓质粒？试述质粒的特点。
第八章 微生物遗传 （续）
本节重点
几种主要的突变型的概念和表示方法 基因突变的一般规律 Ames试验的原理
第四节 基因突变及修复
一.基因突变
概念
类型：1. 碱基变化----遗传信息变化

同义突变、错义突变、无义突变、移码突变