第二十一單元--第七章微生物遺傳學(xué)(三)

1、第一節(jié) 遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第二節(jié) 質(zhì)粒第三節(jié) 基因突變的規(guī)律及類型1. 突變的定義2.基因突變的特點(diǎn)(規(guī)律)自發(fā)性不對(duì)應(yīng)性獨(dú)立性稀有性可誘變性穩(wěn)定性可逆性3.證明基因突變自發(fā)性和不對(duì)應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)4.基因突變的類型第四節(jié) 基因突變的機(jī)制1.基因突變的分子基礎(chǔ)自發(fā)突變誘發(fā)突變(化學(xué)誘變/物理誘變/生物誘變)2.誘變及化學(xué)致癌物質(zhì)的檢測Ames實(shí)驗(yàn)3.DNA損傷的修復(fù)第五節(jié) 微生物的誘變育種一、誘變育種中的幾個(gè)原則一、誘變育種中的幾個(gè)原則 指利用物理或化學(xué)誘變劑處理微生物群體細(xì)胞，促進(jìn)其突變指利用物理或化學(xué)誘變劑處理微生物群體細(xì)胞，促進(jìn)其突變率顯著提高，然后設(shè)法從中選取少數(shù)符合育種目的的突變株。率

2、顯著提高，然后設(shè)法從中選取少數(shù)符合育種目的的突變株。2個(gè)主要環(huán)節(jié)：個(gè)主要環(huán)節(jié)：誘變（隨機(jī)）誘變（隨機(jī)）選用合適的誘變劑和誘變劑量處理大量均勻選用合適的誘變劑和誘變劑量處理大量均勻、分散的微生物細(xì)胞，以引起絕大多數(shù)細(xì)胞、分散的微生物細(xì)胞，以引起絕大多數(shù)細(xì)胞致死的同時(shí)，使存活個(gè)體中的突變頻率大大致死的同時(shí)，使存活個(gè)體中的突變頻率大大提高。提高。篩選（定向）篩選（定向）設(shè)計(jì)有效的篩選方法，將少量正變株中的設(shè)計(jì)有效的篩選方法，將少量正變株中的優(yōu)良菌株挑選出來。優(yōu)良菌株挑選出來。（一）（一） 出發(fā)菌株（出發(fā)菌株（original strain）出發(fā)菌株出發(fā)菌株指用于誘變育種的起始菌株。指用于誘變育種的起

3、始菌株。 具有有利性狀（如高產(chǎn)、生長速度快、營養(yǎng)要求粗放、具有有利性狀（如高產(chǎn)、生長速度快、營養(yǎng)要求粗放、 標(biāo)記明顯等）；標(biāo)記明顯等）； 對(duì)誘變劑敏感對(duì)誘變劑敏感野生型菌株；野生型菌株；從生產(chǎn)中選育的自發(fā)突變菌株；從生產(chǎn)中選育的自發(fā)突變菌株；誘變獲得的高產(chǎn)菌株誘變獲得的高產(chǎn)菌株出發(fā)菌株的選擇標(biāo)準(zhǔn)：出發(fā)菌株的選擇標(biāo)準(zhǔn)：出發(fā)菌株的來源：出發(fā)菌株的來源：（二）（二） 菌懸液的制備菌懸液的制備1. 選用單細(xì)胞或單孢子懸液選用單細(xì)胞或單孢子懸液（均勻、分散）（均勻、分散）目的：目的：使每個(gè)細(xì)胞能均勻接觸誘變劑；使每個(gè)細(xì)胞能均勻接觸誘變劑； 減少表型延遲現(xiàn)象（誘變后性狀的分離及退化現(xiàn)象）減少表型延遲現(xiàn)象（

4、誘變后性狀的分離及退化現(xiàn)象）2. 同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)（生理狀態(tài)一致）（生理狀態(tài)一致）3. 菌齡：對(duì)誘變劑最敏感時(shí)期菌齡：對(duì)誘變劑最敏感時(shí)期 營養(yǎng)細(xì)胞：對(duì)數(shù)期營養(yǎng)細(xì)胞：對(duì)數(shù)期 孢子或芽孢：萌發(fā)前期孢子或芽孢：萌發(fā)前期4.4.菌懸液的制備方法菌懸液的制備方法 物理誘變：生理鹽水配制物理誘變：生理鹽水配制 化學(xué)誘變：緩沖液配制化學(xué)誘變：緩沖液配制5. 菌懸液的濃度菌懸液的濃度 酵母菌，霉菌的孢子：酵母菌，霉菌的孢子：10106 6個(gè)個(gè)/ /mLmL 細(xì)菌，放線菌孢子：細(xì)菌，放線菌孢子：10108 8個(gè)個(gè)/ /mLmL （三）誘變劑的選擇及處理方法（三）誘變劑的選擇及處理方法1. 誘變劑的選擇（誘變劑的

5、選擇（高效，簡便高效，簡便） 物理誘變劑：物理誘變劑：頻度低，大損傷，難修復(fù)，且操作簡便；頻度低，大損傷，難修復(fù)，且操作簡便； 化學(xué)誘變劑：化學(xué)誘變劑：頻度高，點(diǎn)突變，易回復(fù)突變，操作麻煩。頻度高，點(diǎn)突變，易回復(fù)突變，操作麻煩。 ( NTG超誘變劑）超誘變劑）UV是最常用的一種誘變劑是最常用的一種誘變劑2. 劑量的選擇劑量的選擇 突變率隨劑量的增加而提高，但到達(dá)一定程度后，再提突變率隨劑量的增加而提高，但到達(dá)一定程度后，再提高劑量高劑量, 反而會(huì)使突變率下降。反而會(huì)使突變率下降。 正變較多出現(xiàn)在偏低劑量中，而負(fù)變較多出現(xiàn)在偏高劑正變較多出現(xiàn)在偏低劑量中，而負(fù)變較多出現(xiàn)在偏高劑量中。量中。 在產(chǎn)

6、量變異工作中，常采用相對(duì)殺菌率為在產(chǎn)量變異工作中，常采用相對(duì)殺菌率為7075%, 甚至甚至3070%的劑量的劑量。 UV的劑量: 固定UV功率和照射距離,以照射時(shí)間長短來確定劑量多少。最適劑量：最適劑量：在提高突變率的基礎(chǔ)上，既能擴(kuò)大變異幅度，在提高突變率的基礎(chǔ)上，既能擴(kuò)大變異幅度， 又能使變異向正突變范圍移動(dòng)的劑量。又能使變異向正突變范圍移動(dòng)的劑量。常以殺菌率來表示相對(duì)劑量（劑量-存活率曲線）3. 誘變處理方法誘變處理方法單因素處理或多因素的復(fù)合處理：單因素處理或多因素的復(fù)合處理：同一誘變劑的重復(fù)使用；同一誘變劑的重復(fù)使用；兩種或多種誘變劑的先后使用；兩種或多種誘變劑的先后使用；兩種或多種誘

7、變劑的同時(shí)使用兩種或多種誘變劑的同時(shí)使用. .（四）（四） 中間培養(yǎng)（中間培養(yǎng)（CM，培養(yǎng)過夜）培養(yǎng)過夜）目的：目的：克服表型延遲克服表型延遲表型延遲表型延遲（phenotypic lag）：表型的改變落后于基因型改變的表型的改變落后于基因型改變的 現(xiàn)象現(xiàn)象. 分離性延遲：分離性延遲： 突變的基因經(jīng)突變的基因經(jīng)DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂后變成純復(fù)制和細(xì)胞分裂后變成純 合狀態(tài)，表型才能表現(xiàn)出來合狀態(tài)，表型才能表現(xiàn)出來。 生理性延遲：生理性延遲： 由雜合狀態(tài)變?yōu)榧兒蠣顟B(tài)，突變表型仍不能由雜合狀態(tài)變?yōu)榧兒蠣顟B(tài)，突變表型仍不能 表現(xiàn)出來。表現(xiàn)出來。分離性延遲的原因分離性延遲的原因: 對(duì)數(shù)生長期中，單核細(xì)胞常

8、出現(xiàn)雙核對(duì)數(shù)生長期中，單核細(xì)胞常出現(xiàn)雙核現(xiàn)象，多核細(xì)胞的核也成倍增加，誘變對(duì)數(shù)期的細(xì)胞時(shí)，突現(xiàn)象，多核細(xì)胞的核也成倍增加，誘變對(duì)數(shù)期的細(xì)胞時(shí)，突變通常發(fā)生在一個(gè)核上，故其變異或非變異的細(xì)胞必須經(jīng)過變通常發(fā)生在一個(gè)核上，故其變異或非變異的細(xì)胞必須經(jīng)過一代或幾代繁殖才能分離，這種純種變異細(xì)胞出現(xiàn)的推遲現(xiàn)一代或幾代繁殖才能分離，這種純種變異細(xì)胞出現(xiàn)的推遲現(xiàn)象稱為分離延遲現(xiàn)象。象稱為分離延遲現(xiàn)象。生理性延遲的原因生理性延遲的原因: 當(dāng)變異細(xì)胞由雜合狀態(tài)變?yōu)榧兒蠣顟B(tài)當(dāng)變異細(xì)胞由雜合狀態(tài)變?yōu)榧兒蠣顟B(tài)時(shí)時(shí), ,由于雜合期所合成的非變異的蛋白或酶仍然發(fā)揮作用由于雜合期所合成的非變異的蛋白或酶仍然發(fā)揮作用, ,

9、必必須經(jīng)過細(xì)胞多代分離后須經(jīng)過細(xì)胞多代分離后, ,才能將這些非變異的酶稀釋掉才能將這些非變異的酶稀釋掉, ,最終最終達(dá)到變異后應(yīng)該表現(xiàn)的形態(tài)達(dá)到變異后應(yīng)該表現(xiàn)的形態(tài), ,如營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選過如營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選過程。程。 生理性延遲生理性延遲:（五）突變株的篩選（五）突變株的篩選 初篩初篩 復(fù)篩復(fù)篩1. 初篩（以量為主）初篩（以量為主）（1 1）利用形態(tài)變異：）利用形態(tài)變異：需預(yù)先測定形態(tài)與產(chǎn)量的相關(guān)性需預(yù)先測定形態(tài)與產(chǎn)量的相關(guān)性（2 2）根據(jù)平板顏色反應(yīng)直接挑選）根據(jù)平板顏色反應(yīng)直接挑選 透明圈法（蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶）；透明圈法（蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶）； 抑菌圈法（抗生素

10、）；抑菌圈法（抗生素）； 變色圈法（檸檬酸）、顯色圈（氨基酸）；變色圈法（檸檬酸）、顯色圈（氨基酸）； 沉淀圈法（外毒素）沉淀圈法（外毒素）透明圈直徑（透明圈直徑（H H）/ /菌落直徑（菌落直徑（C C）：）：產(chǎn)量高低（初篩指標(biāo)）產(chǎn)量高低（初篩指標(biāo)）2. 復(fù)篩（以質(zhì)為主，定量測定）復(fù)篩（以質(zhì)為主，定量測定）搖瓶培養(yǎng)，直接檢測所需產(chǎn)物搖瓶培養(yǎng)，直接檢測所需產(chǎn)物方法需簡便、快速2步步誘變育種的基本原則：誘變育種的基本原則： 選擇簡便有效的誘變劑；選擇簡便有效的誘變劑； 挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株；挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株； 處理單細(xì)胞或單孢子懸液；處理單細(xì)胞或單孢子懸液； 選用最適的誘變劑量；選用最適的誘變劑

11、量； 充分利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)；充分利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)； 利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標(biāo)；利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標(biāo)； 設(shè)計(jì)高效篩選方案；設(shè)計(jì)高效篩選方案； 創(chuàng)造新型篩選方法。創(chuàng)造新型篩選方法。二、幾種重要突變株的篩選方法二、幾種重要突變株的篩選方法 1. 抗性突變株的篩選抗性突變株的篩選 (1) 抗終代謝物結(jié)構(gòu)類似物突變株的篩選抗終代謝物結(jié)構(gòu)類似物突變株的篩選 (2) 抗藥性突變株篩選抗藥性突變株篩選 2. 營養(yǎng)缺陷型的篩選營養(yǎng)缺陷型的篩選 1. 抗性突變株的篩選抗性突變株的篩選 （1）抗終代謝物結(jié)構(gòu)類似物的突變株）抗終代謝物結(jié)構(gòu)類似物的突變株 用途：篩選相應(yīng)代謝物

12、的高產(chǎn)菌株用途：篩選相應(yīng)代謝物的高產(chǎn)菌株 （2）抗藥性突變株）抗藥性突變株 用途：篩選相應(yīng)藥物用途：篩選相應(yīng)藥物(抗生素抗生素) 的高產(chǎn)菌株或遺傳標(biāo)記制作的高產(chǎn)菌株或遺傳標(biāo)記制作 篩選的方法篩選的方法: a. 高于臨界濃度的平板進(jìn)行分離； b. 梯度平板法 敏感敏感菌苔菌苔 抗性抗性菌落菌落加入含異煙肼的上層加入含異煙肼的上層 加入不含異煙肼的底層加入不含異煙肼的底層 所謂結(jié)構(gòu)類似物（又稱代謝拮抗物）是指那些在結(jié)構(gòu)上和代謝終產(chǎn)物（氨基酸、嘌呤、維生素等）相似的物質(zhì)。 如：異煙肼（“雷米封”）是吡哆醇的結(jié)構(gòu)類似物，利用含異煙肼梯度平板篩選異煙肼抗性突變株，可達(dá)到定向培育吡哆醇高產(chǎn)突變株的目的。

13、為什么在篩選突變株時(shí),不能直接用代謝產(chǎn)物,而必須用其結(jié)構(gòu)類似物?2. 營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選（1）幾個(gè)概念：）幾個(gè)概念：三類培養(yǎng)基：三類培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基（基本培養(yǎng)基（MM, minimal mediumMM, minimal medium）-：某野生型能生長的最低成分的組合培養(yǎng)基。某野生型能生長的最低成分的組合培養(yǎng)基。完全培養(yǎng)基（完全培養(yǎng)基（CM,complete mediumCM,complete medium）+：各種營養(yǎng)缺陷型能生長的天然或半組合培養(yǎng)基各種營養(yǎng)缺陷型能生長的天然或半組合培養(yǎng)基補(bǔ)充培養(yǎng)基（補(bǔ)充培養(yǎng)基（SM, supplemental mediumSM

14、, supplemental medium）A:-+AA:-+A B:-+B B:-+B相應(yīng)營養(yǎng)缺陷型能生長的組合或半組合培養(yǎng)基相應(yīng)營養(yǎng)缺陷型能生長的組合或半組合培養(yǎng)基三種遺傳型：三種遺傳型：野生型（野生型（wild typewild type） 從自然界分離到的、發(fā)生營養(yǎng)缺陷型突變前的原始菌株。從自然界分離到的、發(fā)生營養(yǎng)缺陷型突變前的原始菌株。 A A+ +B B+ +, 可在可在-生長。生長。營養(yǎng)缺陷型（營養(yǎng)缺陷型（auxotrophauxotroph） 野生型菌株經(jīng)誘變劑處理后，由于發(fā)生了喪失某種酶合成能野生型菌株經(jīng)誘變劑處理后，由于發(fā)生了喪失某種酶合成能力的突變，因而只能在加有該酶合成

15、產(chǎn)物的培養(yǎng)基中才能生長的力的突變，因而只能在加有該酶合成產(chǎn)物的培養(yǎng)基中才能生長的突變菌株突變菌株（主要指合成維生素、氨基酸及嘌呤、嘧啶的能力）（主要指合成維生素、氨基酸及嘌呤、嘧啶的能力）。 A A+ +B B- - ：能在能在+、 BB生長生長 A A- -B B+ + ：能在能在+、 AA生長生長 A A- -B B- - ：能在能在+生長生長原養(yǎng)型（原養(yǎng)型（prototrophprototroph） 營養(yǎng)缺陷型經(jīng)回復(fù)突變或重組，回到原來野生型的營養(yǎng)要求營養(yǎng)缺陷型經(jīng)回復(fù)突變或重組，回到原來野生型的營養(yǎng)要求 A A+ +B B+ +, 可在可在-生長生長（2）篩選步驟（）篩選步驟（5步）步）

16、誘變處理誘變處理中間培養(yǎng)中間培養(yǎng)淘汰野生型淘汰野生型檢出缺陷型檢出缺陷型鑒定缺陷型鑒定缺陷型中間培養(yǎng)中間培養(yǎng)CMCM或或SMSM培養(yǎng)基培養(yǎng)基，培養(yǎng)過夜培養(yǎng)過夜?？朔硇脱舆t?？朔硇脱舆t。淘汰野生型淘汰野生型即濃縮缺陷型，以提高檢出率即濃縮缺陷型，以提高檢出率方法方法 抗生素法抗生素法（G G+ +細(xì)菌細(xì)菌：青霉素；青霉素；酵母菌和霉菌：酵母菌和霉菌：制霉菌素）制霉菌素） 菌絲過濾法菌絲過濾法（絲狀真菌、放線菌）（絲狀真菌、放線菌） 饑餓培養(yǎng)（無饑餓培養(yǎng)（無N N）MM 6 612 h12 h 2N 2N培養(yǎng)培養(yǎng)(2(2N)MMN)MM 1 12 h2 h 加抗生素加抗生素( (或菌絲過濾或菌

17、絲過濾) )，培養(yǎng)過夜，培養(yǎng)過夜 營養(yǎng)缺陷型的檢出營養(yǎng)缺陷型的檢出方法夾層培養(yǎng)法限量補(bǔ)充培養(yǎng)法逐個(gè)檢出法影印平板法 營養(yǎng)缺陷型的鑒定營養(yǎng)缺陷型的鑒定生長譜法：生長譜法：快速，直觀快速，直觀分兩步：分兩步：a.a.三大類營養(yǎng)要求（氨基酸、維生素、核苷酸）的鑒定三大類營養(yǎng)要求（氨基酸、維生素、核苷酸）的鑒定b.b.具體到某一種營養(yǎng)要求的鑒定具體到某一種營養(yǎng)要求的鑒定( (哪一種氨基酸哪一種氨基酸, ,哪一種哪一種 維生素維生素, ,或哪一種堿基或哪一種堿基) )具體操作具體操作: :一般采用一般采用“濾紙片法濾紙片法” a. 不含維生素的酪素水解液或氨基酸混合液或蛋白胨 b. 水溶性維生素混合液

18、c. 0.1%堿水解酵母核酸液a b c三大類營養(yǎng)要求的鑒定：三大類營養(yǎng)要求的鑒定：以氨基酸缺陷為例進(jìn)行說明以氨基酸缺陷為例進(jìn)行說明將將1818種氨基酸按右表分為種氨基酸按右表分為6 6組組特點(diǎn)：特點(diǎn)：每每2 2組只有一種共同物質(zhì)組只有一種共同物質(zhì)單一營養(yǎng)物質(zhì)要求的鑒定：單一營養(yǎng)物質(zhì)要求的鑒定：組組別別化合物代號(hào)化合物代號(hào)115678922510111213336101415164471114171858121517691316181 3 52 4 6（3）營養(yǎng)缺陷型的用途）營養(yǎng)缺陷型的用途 生產(chǎn)菌 (氨基酸、核苷酸、維生素等高產(chǎn)菌需求)； 研究代謝途徑和雜交、轉(zhuǎn)化等遺傳規(guī)律的遺傳標(biāo)記。 誘變

19、育種的程序：實(shí)驗(yàn)講義誘變育種的程序：實(shí)驗(yàn)講義p174 出發(fā)菌株出發(fā)菌株（純化）（純化） 前培養(yǎng)前培養(yǎng)（ CM ，培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期），培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期） 菌懸液制備菌懸液制備 活菌計(jì)數(shù)活菌計(jì)數(shù) 誘變預(yù)備實(shí)驗(yàn)（劑量存活率曲線）誘變預(yù)備實(shí)驗(yàn)（劑量存活率曲線） 誘變處理誘變處理（相對(duì)殺菌率為（相對(duì)殺菌率為70-75%，30-70%） 活菌計(jì)數(shù)活菌計(jì)數(shù) 中間培養(yǎng)中間培養(yǎng)（CM，培養(yǎng)過夜，克服表型延遲）培養(yǎng)過夜，克服表型延遲） 突變株分離突變株分離 初篩初篩 復(fù)篩復(fù)篩 生產(chǎn)性能試驗(yàn)生產(chǎn)性能試驗(yàn) 菌種（鑒定與）保藏菌種（鑒定與）保藏 1. 從生產(chǎn)中選育從生產(chǎn)中選育 2. 定向培育優(yōu)良品種定向培育優(yōu)良品種 一般指用特

20、定因素長期處理微生物群體，同時(shí)不斷地對(duì)它們進(jìn)行移種傳代，以達(dá)到積累并選擇相應(yīng)的自發(fā)突變株的目的。 例：卡介苗（牛型結(jié)核分枝桿菌的減毒活菌苗）三、自發(fā)突變與育種三、自發(fā)突變與育種第六節(jié)第六節(jié) 原核生物的基因重組原核生物的基因重組基因重組基因重組（gene recombination）： 將兩個(gè)不同性狀個(gè)體的基因通過一定的方式轉(zhuǎn)移到一起，并發(fā)生重新組合，產(chǎn)生新的遺傳性狀的過程，稱為基因重組(gene recombination)或遺傳重組。 重組重組：遺傳物質(zhì)在分子水平分子水平上發(fā)生的交換；雜交雜交：在細(xì)胞水平細(xì)胞水平上遺傳物質(zhì)的交換. 雜交必然包含著重組，但重組不僅限于雜交這一形式。原核生物的基

21、因重組類型原核生物的基因重組類型 4種形式：種形式：1）轉(zhuǎn)化）轉(zhuǎn)化 2）轉(zhuǎn)導(dǎo)）轉(zhuǎn)導(dǎo) 3）接合）接合 4）原生質(zhì)體融合）原生質(zhì)體融合一、一、 轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)化（transformation）定義定義：受體細(xì)胞直接吸收供體細(xì)胞的受體細(xì)胞直接吸收供體細(xì)胞的DNA片段片段, 并與其染色體并與其染色體同源片段進(jìn)行遺傳物質(zhì)交換，從而使受體細(xì)胞獲得新的遺傳性同源片段進(jìn)行遺傳物質(zhì)交換，從而使受體細(xì)胞獲得新的遺傳性狀的現(xiàn)象。狀的現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)化子（轉(zhuǎn)化子（ transformant）：經(jīng)轉(zhuǎn)化后出現(xiàn)了供體性狀的受體細(xì)經(jīng)轉(zhuǎn)化后出現(xiàn)了供體性狀的受體細(xì)胞稱為胞稱為轉(zhuǎn)化子轉(zhuǎn)化子，即轉(zhuǎn)化成功的菌落。即轉(zhuǎn)化成功的菌落。 目前已知有二十

22、多個(gè)種的G+和G-細(xì)菌具有自然轉(zhuǎn)化的能力此過程可以發(fā)生在土壤和海洋環(huán)境中，可能是自然界遺傳交換的重要方式。自然遺傳轉(zhuǎn)化（自然遺傳轉(zhuǎn)化（natural genetic transformation）人工轉(zhuǎn)化（人工轉(zhuǎn)化（artificial transformation）感受態(tài)細(xì)胞（competent cell） ：具有攝取外源具有攝取外源DNA能力的細(xì)胞能力的細(xì)胞1. 感受態(tài)感受態(tài)感受態(tài)：是指受體細(xì)胞最易接受外源感受態(tài)：是指受體細(xì)胞最易接受外源DNA片段并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化片段并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。一個(gè)細(xì)菌能否出現(xiàn)感受態(tài)是由其遺傳性決的一種生理狀態(tài)。一個(gè)細(xì)菌能否出現(xiàn)感受態(tài)是由其遺傳性決定的，但受環(huán)

23、境條件的影響也很大，因而表現(xiàn)差別很大。定的，但受環(huán)境條件的影響也很大，因而表現(xiàn)差別很大。 感受態(tài)因子：感受態(tài)因子：調(diào)節(jié)感受態(tài)的一類特異蛋白，它包括三種主要成分：膜相關(guān)DNA結(jié)合蛋白、細(xì)胞壁自溶素和幾種核酸酶。 自然感受態(tài)與人工感受態(tài)的不同？自然感受態(tài)與人工感受態(tài)的不同？自然感受態(tài)的出現(xiàn)是細(xì)胞一定生長階段的生理特性 （如肺炎鏈球菌的感受態(tài)出現(xiàn)在對(duì)數(shù)生長期） 受細(xì)菌自身的基因控制人工感受態(tài)則是通過人為誘導(dǎo)的方法，使細(xì)胞具有 攝取DNA的能力，或人為地將DNA導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)。 （該過程與細(xì)菌自身的遺傳控制無關(guān)！該過程與細(xì)菌自身的遺傳控制無關(guān)！）進(jìn)行自然轉(zhuǎn)化，需要二方面必要的條件：（1）建立了感受態(tài)的受體

24、細(xì)胞感受態(tài)的受體細(xì)胞（2）外源游離）外源游離DNA分子分子感受態(tài)的機(jī)理研究：感受態(tài)的機(jī)理研究：局部原生質(zhì)體化假說：局部原生質(zhì)體化假說：處于感受態(tài)的細(xì)胞局部失去了細(xì)胞壁，使外源處于感受態(tài)的細(xì)胞局部失去了細(xì)胞壁，使外源DNA能順利經(jīng)膜能順利經(jīng)膜進(jìn)入菌體。進(jìn)入菌體。酶受體假說：酶受體假說：受體細(xì)胞表面出現(xiàn)了一種能結(jié)合受體細(xì)胞表面出現(xiàn)了一種能結(jié)合DNA并使之進(jìn)入細(xì)胞的酶。并使之進(jìn)入細(xì)胞的酶。2. 轉(zhuǎn)化模型轉(zhuǎn)化模型 （1）轉(zhuǎn)化因子）轉(zhuǎn)化因子 本質(zhì)是離體的本質(zhì)是離體的DNA片斷或質(zhì)粒片斷或質(zhì)粒DNA DNA 。轉(zhuǎn)化因子進(jìn)入細(xì)胞前。轉(zhuǎn)化因子進(jìn)入細(xì)胞前還會(huì)被酶解成更小的片段，約還會(huì)被酶解成更小的片段，約8kb

25、。在不同的微生物中，轉(zhuǎn)化因在不同的微生物中，轉(zhuǎn)化因子的形式不同，子的形式不同，dsDNA,ssDNA.dsDNA,ssDNA. 革蘭氏陰性的嗜血桿菌中，細(xì)胞只吸收革蘭氏陰性的嗜血桿菌中，細(xì)胞只吸收dsDNAdsDNA形式的轉(zhuǎn)化因形式的轉(zhuǎn)化因子，但進(jìn)入細(xì)胞后需經(jīng)酶解為子，但進(jìn)入細(xì)胞后需經(jīng)酶解為ssDNAssDNA，才能與受體菌的基因組整，才能與受體菌的基因組整合；合； 革蘭氏陽性的鏈球菌和芽孢桿菌中，革蘭氏陽性的鏈球菌和芽孢桿菌中，dsDNAdsDNA的一條鏈必須在的一條鏈必須在胞外降解，只有胞外降解，只有ssDNAssDNA形式的轉(zhuǎn)化因子才能進(jìn)入細(xì)胞。形式的轉(zhuǎn)化因子才能進(jìn)入細(xì)胞。 但不管何種情況，最易與細(xì)胞表面結(jié)合的仍是但不管何種情況，最易與細(xì)胞表面結(jié)合的仍是dsDNAdsDNA。 由于每個(gè)細(xì)胞表面能與轉(zhuǎn)化因子相結(jié)合的位點(diǎn)有限（如肺由于每個(gè)細(xì)胞表面能與轉(zhuǎn)化因子相結(jié)合的位點(diǎn)有限（如肺炎鏈球菌約炎鏈球菌約1010個(gè)），因此，從外界加入無關(guān)的個(gè)），因此，從外界加入無關(guān)的dsDNAdsDNA就可競爭并就可競爭并干擾轉(zhuǎn)化作用。干擾轉(zhuǎn)化作用。 質(zhì)粒質(zhì)粒DNA也是良好的轉(zhuǎn)化因子，但它們通常并不能與核染也是良好的轉(zhuǎn)化因子，但它們通常并不能與核染色體組發(fā)生重組。色體組發(fā)生重組。 轉(zhuǎn)化的頻率通常為轉(zhuǎn)化的頻率通常