基础微生物学课件46.ppt
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1、Try-his+,Try+his-,Try+his+,混合培养,A,B,三、转导(transduction),J.Lederberg等(1952)在Salmonella typhimurium(鼠伤寒沙门氏菌)中发现的。,1.转导及其发现,定义:以温和噬菌体为媒介,将供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中,通过交换与整合,从而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,称转导子。,2.转导的种类,完全普遍转导 普遍转导 流产普遍转导 转导 低频转导 局限转导 高频转导,(1) 普遍性转导(generalized transduction),定义:通过完全缺陷噬菌体对供体
2、菌任何DNA小片段的“误包”而实现其遗传性状传递至受体菌的转导现象,称为普遍性转导。 1.1完全(普遍性)转导:complete transduction。1952年发现,在Salmonella typhimurium中存在转导现象。在它的完全普遍性转导实验中: 以其野生型菌株作为供体菌 营养缺陷型菌株作为受体菌 P22噬菌体作为转导媒介,对供体菌是烈性噬菌体,对受体菌是温和噬菌体 过程: 供体菌 正常噬菌体 + 完全缺陷噬菌体 少量裂解物 + 大量受体菌 遗传稳定的转导子,裂解,完全普遍转导,(1) 普遍性转导(generalized transduction),过程: P22在供体菌内增殖
3、时,宿主的核染色体组断裂,待噬菌体成熟与包装之际,极少数(10 6 10 8)噬菌体的衣壳将与噬菌体头部核心大小相似的一段供体DNA片段误包入其中,形成了一个完全不含噬菌体自身DNA的缺陷噬菌体。 供体菌裂解时,如把少量裂解物与大量受体菌群体相混,使其感染复数(m.o.i)1,这种完全缺陷噬菌体就会将这一外源DNA片段导入受体细胞内。 在这种情况下,由于一个受体细胞只感染了一个完全缺陷噬菌体,故受体细胞不会发生往常的溶原化,也不显示其免疫性,更不会裂解和产生正常的噬菌体;而由于导入的外源DNA片段可与受体细胞核染色体组上的同源区段配对,在通过双交换而整合到受体菌染色体组中,所以使后者成为一个遗
4、传性状稳定的转导子。,感染复数(m.o.i,multiplicity of infection):,感染复数由于每一宿主细胞表面的特异性受体有限,因此所能吸附的噬菌体数目也有一个限量。每一敏感细胞所能吸附的噬菌体的数量,m.o.i一般很大,可达250360。 由于超m.o.i的外源噬菌体吸附而引起的、不能产生子代噬菌体的裂解,称为自外裂解(lysis from without)。,噬菌体裂解第一个宿主时可能有三种情况: 1)包入的完全是噬菌体的DNA(正常噬菌体) 2)包入的完全是细菌DNA(完全缺陷噬菌体) 3)部分带有噬菌体基因的DNA(部分缺陷噬菌体) 转导分别是由后两种噬菌体参与进行的
5、。,噬菌体裂解第一个宿主,一个稳定的转导子的形成,第一次交换 第二次交换 交换完成,外源DNA掺入染色体组中,1.2流产普遍性转导(abortive transduction),概念:受体菌经转导获得的供体DNA片段在受体菌中不发生配对、交换和整合,也不迅速消失,而只是进行转录和转译(性状表达),这种现象就称为流产转导。 现象:发生流产转导的细胞在其进行细胞分裂后,只能将这段外源DNA分配给一个子细胞,而另一子细胞仅获得供体基因的产物酶,在表型上表现出轻微的供体菌特征,每经过一次分裂,就受到一次稀释,,所以,能在选择性培养基平板上形成微小菌落就是流产转导的特点。,2. 局限性转导,定义:通过部
6、分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中,并获得表达的转导现象。 特点: 噬菌体对供体菌和受体菌都是温和噬菌体 只能转导供体菌的个别特定基因(一般为噬菌体整合位点两侧的基因) 该特定基因由部分缺陷的噬菌体携带 缺陷噬菌体使由于其在形成过程中所发生的低频率(约10 5)“误切”,或由于双重溶源菌的裂解而形成(约形成50%缺陷噬菌体) 分类:低频转导与高频转导,转导的过程,该溶源菌被诱导裂解时,有极少数( 10 5)的前噬菌体(prophage)发生不正常切离(abnormal excesion),其结果会将插入位点两侧之一的少数宿主基因(如E.coli前噬菌体的两侧分别为发酵半乳糖
7、的gal基因或合成生物素的bio基因)连接到噬菌体DNA上(而噬菌体也将相应的一段DNA遗留在宿主的染色体组上),通过衣壳的“误包”,就形成了一种特殊的噬菌体缺陷噬菌体(defective phage)。它们没有将宿主溶源化的能力,而是使宿主成为一个局限转导子,对噬菌体没有免疫性。,温和噬菌体感染受体菌后,其DNA会开环,以线状形式整合到宿主染色体的特定位点上,从而使宿主细胞发生溶源化,并获得对相同温和噬菌体的免疫性。,一般的转导现象中,从宿主染色体上切离时发生不正常切离的频率极低,故这种裂解物中的部分缺陷噬菌体的比例是极低的(10 4 10 6)。把这种裂解物称为LFT(低频转导)裂解物 。
8、 用LFT裂解物以低 m. o. i(感染复数)感染宿主,就可获得极少量的局限转导子,即低频转导。,2.1低频转导(LFT,low frequency transduction),E.coliK12Sgal-/ dgal+/ (双重容源菌供体) (50%) + dgal+(50%) E.coliK12Sgal-(受体菌) E.coliK12Sgal-/ dgal+(转导子),(双重容源转导子),高频转导和低频转导图解,低频转导,高频转导,U.V.,U.V.,双重容源菌 【E.coliK12(/dg)】,转导噬菌体( dg) + 辅助噬菌体( ),转导子菌落,噬菌斑,U.V.,附,当用LFT裂解
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