深圳大学理科选修《遗传学发现》课件7重组DNA.ppt
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1、重组DNA,大肠埃希菌,俗名大肠杆菌 是人和动物肠道中最主要的细菌之一 是正常菌群的成员 出生后数小时就进入肠道,并伴随终生 能合成维生素B和K,供人体利用 能抑制腐败菌及病原菌(如金黄色葡萄球菌、志贺菌属) 真菌(如白念珠菌)的过度增殖 异位寄居时可引起肠外感染 某些菌株有致病性消化道感染,导致腹泻等 每个人每天平均从粪便中排出1011到1013个 可作为粪便污染的检测指标 常作为细菌的模式生物广泛用于科学研究 基因工程的工具菌,生物学性状,形态与染色 G- 杆菌,13m(短杆菌) 两端钝圆、无芽孢 有周鞭毛 有普通菌毛/性菌毛,能运动,卫生细菌学检查,大肠菌群 指37OC24h内发酵乳糖产
2、酸产气 包括埃希菌属、枸橼酸杆菌属、克雷伯菌属及肠杆菌属等 大肠菌群指数 指1000 ml被检样品中的大肠菌群数 生活饮用水的水质标准coli-index 3个 我国2007年开始实施的卫生标准规定 每100ml生活饮用水中,不得检出总大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希菌,1、细菌培养-平板培养,划线法培养,涂布法培养,大肠杆菌的培养,限制性内切酶,EcoR I内切酶,限制性内切酶:一种在特殊核甘酸序列处水解双链DNA的内切酶。型限制性内切酶既能催化宿主DNA的甲基化,又催化非甲基化的DNA的水解;而型限制性内切酶只催化非甲基化的DNA的水解。,分子剪刀,沃纳阿尔伯,1929年生于瑞士。苏黎士工
3、科大学毕业后,在日内瓦大学获得博士学位。1971年起,任巴塞尔大学教授。在研究噬菌体的遗传现象时,成功地分离出DNA的限制性酶和甲基化修饰酶,为此获1978年诺贝尔生理学医学奖。,限制修饰现象,K, (B), (B):能够在大肠杆菌B菌株上生长的噬菌体,第一次感染K菌株,形成的噬菌斑很少,生长受寄主限制,K, (K),存活下来的噬菌体再次感染K菌株,则形成的噬菌斑很多,不受限制,EOP:Efficiency of plating(生长在不同寄主中的噬菌体的成斑率,表示限制程度),说明K和B菌株中存在一种限制系统可排除外来的DNA; 10-4的存活率是由宿主限制系统作用的结果,产生这种现象的原因
4、何在,甲基化酶:能使细胞自身核酸的内切酶识别序列的碱基甲基化,从而使自身核酸免受内切酶水解细菌的“防御”系统,核酸内切酶:识别并水解外源DNA(外来核酸在内切酶识别序列上没有甲基化修饰作保护),研究发现:原来是由两种酶配合完成,一种是起修饰作用的甲基化酶,另一种是核酸内切酶,限制,修饰,限制修饰体系,K, (B), (K), (B):能够在大肠杆菌B菌株上生长的噬菌体,K, (K),再次感染K菌株,则形成的噬菌斑很多,不受限制(K菌株已经对其进行了修饰), (B)噬菌体感染大肠杆菌K菌株后,其DNA大部分被内切酶降解了,但有极少部分能在特定序列甲基化,避免被酶解,因此有少量噬菌斑形成。,在限制
5、修饰系统中,限制作用是指一定类型的细菌可以通过限制性酶的作用,破坏入侵的外源DNA(如噬菌体DNA等),使得外源DNA对生物细胞的入侵受到限制; 而宿主细胞自身的DNA分子合成后,通过修饰酶的作用:在碱基中特定的位置上发生了甲基化而得到了修饰,可免遭自身限制性酶的破坏,这就是限制修饰系统中修饰作用的含义。 限制修饰体系,其功能就是保护自身的DNA,分解外来的DNA,以保护和维持自身遗传信息的稳定,这对细菌的生存和繁衍具有重要意义。,分类,核酸内切酶:,按限制性酶的组成、限制和修饰活性、切断核酸的情况不同,分三类(I, II ,III),通常指的是II型。,命名法,H i n d III,同一菌
6、株中所含的多个不同的限制性核酸内切酶,如从流感嗜血杆菌d菌株(Haemophilus influenzae d)先后发现3种限制性酶,则分别命名为HindI, HindII,HindIII,前3个字母代表来源的生物 随后1个字母或阿拉伯数字代表菌株 最后1个罗马字母代表发现或鉴定的次序,基本特征,识别并切割双链DNA(环状或线状)分子中4-8bp的特定序列 结构特征:旋转对称的回文结构 切割后产生的末端:Cohesive terminus or Blunt end(粘性末端或平末端),EcoR I的识别序列,5G C T G A A T T C G A G 3 3C G A C T T A A
7、 G C T C 5,EcoR I的切割位点,质粒,质粒是一种染色体外的稳定遗传因子,大小从1200kb不等,为双链、闭环的DNA分子,并以超螺旋状态存在于宿主细胞中。质粒主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中,它具有自主复制和转录能力,能在子代细胞中保持恒定的拷贝数,并表达所携带的遗传信息。质粒的复制和转录要依赖于宿主细胞编码的某些酶和蛋白质,如离开宿主细胞则不能存活,而宿主即使没有它们也可以正常存活。质粒的存在使宿主具有一些额外的特性,如对抗生素的抗性等。,莱德伯格(19252008),美国遗传学家。细菌遗传学的创始人之一。1925年5月23日生于美国蒙特克莱市。1944年获哥伦比亚大学学士学
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