《基因重组》PPT课件
细胞壁自溶素(autolysin)
几个核酸酶
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4. 转化因子(transforming principle)
转化因子的本质是离体的DNA片段。一般只有
b左右。
在不同的微生物中,转化因子的形式不同。 良好的转化因子有dsDNA(最宜于细胞表面结合)、 ssDNA和质粒DNA,通常不能与核染色体组发生重组。
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自然转化过程的特点:
a)对核酸酶敏感; b)不需要活的DNA给体细胞;
c)转化是否成功及转化效率的高低主要取决于转化 (DNA)供体菌和受体菌之间的亲源关系; d)通常情况下质粒的自然转化效率要低得多;
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提高质粒的自然转化效率的二种方法:
1)使质粒形成多聚体,这样进入细胞后重新组合成有 活性的质粒的几率大大提高;
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目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力
进行自然转化,需要二方面必要的条件: ①建立了感受态的受体细胞 ②外源游离DNA分子
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枯草芽孢杆菌的自然转化过程(革兰氏阳性菌的转化模型)
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strS,有链霉素敏感型基因标记 strR,存在抗链霉素的基因标记
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转化的频率通常为0.1%~1.0%,最高为20%。 能发生转化的最低DNA浓度极低,为化学方法无法 测出的1×10-5mg/mL(即1×10-11g/mL )。
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5. 转化过程
(1)自然遗传转化(简称自然转化)
1928年,Griffith发现肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)的转化现象,转化过程研究得较深入的就 是这种G+细菌。
Xanthomonas(黄单编胞辑pp菌t 属)等。
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真核微生物 Saccharomy cescerevisiae(酿酒酵母)、 Neu-rosporacrassa(粗糙脉孢菌)、 Aspergillusniger(黑曲霉)等。
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3. 感受态(competence)
研究发现,能发生转化的受体细胞都处于感受态。
特点:
提纯的噬菌体DNA以转化的(而非感染)途径 进入细胞并表达后产生完整的病毒颗粒。
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(二)转导(transduction)
通过缺陷噬菌体(defective phage)的媒介,
把供体细胞的小片段DNA携带到受体细胞中,通过 交换与整合,使后者获得前者部分遗传性状的现
象,称为转导。获得新遗传性状的受体细胞,就 称转导子(transductant)。
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一、原核生物的基因重组
原核生物的基因重组形式很多,机制较原始。
特点:
① 片段性,仅一小段DNA序列参与重组;
② 单向性,即从供体菌向受体菌(或从供体基因组 向受体基因组)作单方向转移;
③ 转移机制独特而多样,如接合、转化和转导等。
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(一)转化(transformation)
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感受态受遗传控制,但也存在个体差异。 感受态出现的时间不同; 感受态细胞所占比例和维持时间不同; 外界环境因子如腺苷酸(cAMP)及Ca2+等对 感受态也有重要影响。
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调节感受态的一类特异蛋白称感受态因子。
膜相关DNA结合蛋白(membrane-
associated DNA binding protein)
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由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式:
一个细胞的DNA 通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中
能将一个细菌宿主的部分染色体或质粒DNA
7.3 基因重组和杂交育种
凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到 一起,经过遗传分子间的重新组合,形成新遗传型
个体的方式,称为基因重组(gene recombination) 或遗传重组(genetic recombination),简称重 组。
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基因重组是杂交育种的理论基础。在方向性 还是自觉性方面,比诱变育种前进了一大步。且 可消除某一菌株在经过长期诱变处理后所出现的 产量上升缓慢的现象,因此,它是一种重要的育 种手段。
2)在质粒上插入受体菌染色体的部分片段,或将质粒 转化进含有与该质粒具有同源区段的质粒的受体菌—
—重组获救。
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(2)人工转化
在自然转化的基础上发展和建立的一项细菌基因重 组手段,是基因工程的奠基石和基础技术。
不是由细菌自身的基因所控制;
用多种不同的技术处理受体细胞,使其人为地处 于一种可以摄取外源DNA的“人工感受态”。
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2. 转化微生物的种类
原核生物
Streptococcus pneumoniae(肺炎链球菌)、
Haemophilus(嗜血杆菌属)、
Bacillus(芽孢杆菌属)、
Neisseria(奈瑟氏球菌属)、
Rhizobium(根瘤菌属)、
Staphylococcus(葡萄球菌属)、
Pseudomonas(假单胞菌属)、
1. 定义
受体菌(recipient cell,receptor)直接吸收 供体菌(donor cell)的DNA片段而获得后者部分 遗传性状的现象,称为转化或转化作用。
通过转化方式而形成的杂种后代,称转化子(transformant)。
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自然遗传转化(natural genetic transformation) 人工转化(artificial transformation)
感受态是指受体细胞最易接受外源DNA片段
并能实现转化的一种生理状态。
感受态细胞(competent cell)具有摄取外源
DNA能力的细胞。
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自然感受态
是细胞一定生长阶段的生理特性,受细菌自身的基因控制;
人工感受态
则是通过人为诱导的方法,使细胞具有摄取DNA的能力, 或人为地将DNA导入细胞内。 (该过程与细菌自身的遗传控制无关!)
用CaCl2处理细胞,电穿孔等是常用的人工转化手段。
质粒的转化效率高;
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6. 转染(transfection)
指用提纯的病毒核酸(DNA或RNA)去感染其 宿主细胞或其原生质体,可增殖出一群正常病毒 后代的现象。
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噬菌体DNA被感受态细胞摄取并产生有活性的病毒颗粒
现在把DNA转移至动物细胞的过程也称转染