《基因重组》PPT课件

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1、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（generecombination）或遗传重组（geneticrecombination），简称重组。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。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

2、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。受体菌（recipientcell，receptor）直接吸收供体菌（donorcell）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）。（一）转化（transformation）1.定义自然遗传转化（naturalgenetictransformation）人工转化（artificialtr

3、ansformation）原核生物Streptococcuspneumoniae（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）、Xanthomonas（黄单胞菌属）等。2.转化微生物的种类真核微生物Saccharomycescerevisiae（酿酒酵母）、Neu-rosporacrassa（粗糙脉孢菌）、Asp

4、ergillusniger（黑曲霉）等。3.感受态（competence）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。研究发现，能发生转化的受体细胞都处于感受态。感受态细胞（competentcell）具有摄取外源DNA能力的细胞。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！）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；

5、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。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-associatedDNAbindingprotein）细胞壁自溶素（autolysin）几个核酸酶4.转化因子（transformingprinciple）转化因子的本质是离体的DNA片段。一般只有15kb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

6、，通常不能与核染色体组发生重组。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）。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（Streptococcuspneumoniae）的转化现象，转化过程研究得较深入的就是这种G＋细菌。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分子枯

7、草芽孢杆菌的自然转化过程（革兰氏阳性菌的转化模型）strR，存在抗链霉素的基因标记strS，有链霉素敏感型基因标记自然转化过程的特点：a）对核酸酶敏感；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；b）不需要活的DNA给体细胞；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；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

8、的受体菌——重组获救。（2）人工转化用CaCl2处理细胞，电穿孔等是常用的人工转化手段。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”。质粒的转化效率高；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。6.转染（transfection）噬菌体DNA被感受态细胞摄取并产生有活性的病毒颗粒现