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概述噬菌体的基因重组

2023.3.20
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coco5517

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  历史:1936年F. M. Burnet发表了噬菌体能产生突变体,其噬菌斑的外形和野生型的有明显区别,可惜的未能引起重视,以致噬菌体遗传学延迟了十年才得以建立。

  1946年第11届冷泉港学术讨论会上,在宣布一基因一酶学说的胜利,及Ledernerg、Tatum细菌杂交实验报告的同时,Hershey和Luria宣布发现了噬菌体的r,h突变,Delbrück和Hershey发表了他们各自发现的噬菌体重组,这四项重大的发现分别在1958年和1969年获得了诺贝尔奖。后两项的发现有力地推动了噬菌体遗传学的发展。

  噬菌体的基因重组和细菌不同,而和真核的重组十分相似。杂交是用标记不同的噬菌体之间进行。然后计算重组噬菌体占总的子代噬菌体的比例来确定重组值。一般可以选用2-4个基因差异的噬菌体来混合感染细菌。首先把不同类型的噬菌体混合起来和细菌一起涂布在固体培养基上,细菌的浓度要达到可以长成菌苔(lawn)的水平,噬菌体的浓度要很稀。每个噬菌体感染一个细菌,经过裂解周期,宿主细胞破裂后,释放出的子噬菌体又去感染周围的细菌,结果在菌苔上形成一个圆形清亮的斑,称为噬菌斑(plaque),而一个噬菌斑来自最初涂布平板时的一个噬菌体。噬菌斑的形态必须选择容易区别的,以表示噬菌体的相应表型。单个的噬菌体只能在电镜下才可观察其形态,突变引起其形态变化没有电镜是无法鉴别的,但突变影响到生活周期,会产生不同的噬菌斑,因此通过噬菌斑的观察我们很容易观察基因型的变化与重组。

  Hershey等用T2噬菌体的两个不同表型特征:噬菌斑的形态和宿主范围来进行杂交。一个噬菌体的基因型是h+r,另一个噬菌体的基因型是h r+。h+表示宿主范围(hostrange),是野生型,能在E.coli B菌株上生长,r 表示快速溶菌(rapid lysis),产生的噬菌斑大,边缘清楚。h噬菌体能在E.coli B和B/2品系上生长,r+产生小而边缘模糊的噬菌斑,能产生透明的噬菌斑,而h+因只能裂解E.coli B,所以在B和B/2的混合菌上产生的噬菌斑是半透明的。

  杂交时hr+和h+r混合感染E.coli B和B/2,在B和B/2混合菌苔上出现了四种噬菌斑,表明h r+ 和h+r之间有一部分染色体在B菌株的细胞中进行了重组,释放出的子噬菌体有一部分的基因型为h+r+和h r。我们利用下面的公式就可以计算出和两个位点的重组值:

  重组值=(h+r++h r)/总噬菌斑数×100%

  此重组值也表示两个连锁基因之间的遗传距离。

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