为微生物育种复习2009级.ppt

突变(mutation) ： 从广义讲，除了转化、转导、接合等遗传物质的传递和重组引起生物变异以外，任何变异都属突变范围。 包括： 基因突变 染色体畸变 染色体组变 基因突变： 指DNA特定部位上核苷酸序列的变化，致使蛋白质的结构改变，最后导致个体表型的不同。 基因内部结构或基因与基因之间的变化，如某片段DNA上核苷酸之间的转换和颠换，一定核苷酸序列的重复、缺失、倒位、易位、插入等造成基因的突变。 表型（phenotype）： 基因突变形成新的基因型在一定条件下表现出来的个体性状。 突变体(mutant)或突变型： 突变结果产生新表型的个体。 突变包括遗传物质改变过程和突变体的形成。 它有遗传性和非遗传性之分 生殖细胞中发生突变可以遗传给后代，而体细胞中突变是不能遗传给后代的。 自发突变（spontaneous mutation) 是微生物未经人为诱变剂处理或杂交等生物工程手段而自然发生的突变。 诱发突变（induced mutation) 是人为用化学、物理或生物诱变剂（紫外线、亚硝酸、噬菌体等）去处理微生物而引起的突变。 在效应上几乎没有差异 突变基因的表现型和遗传规律本质上是相同的。 人工诱发突变速度快、时间短、突变频率高。 自发突变速度慢、时间长、突变频率低。 基因突变 染色体畸变 染色体组变 1）碱基置换 转换 颠换 2）移码突变 缺失 插入 3）易位突变 在DNA链上的碱基序列中一个碱基被另一个碱基代替的现象称为置换。 仅仅被替换的三联密码组成发生改变，对邻近的三联密码并不受影响。 碱基序列中有一个或几个碱基增加或减少而产生的变异 插入 ：新碱基插入DNA分子的序列中 缺失：碱基序列中丢失一个或一个以上碱基 结果：引起密码子移动错乱而突变。 易位是指DNA链上一个密码子中的某个碱基和邻近密码子中的一个碱基对换，造成两个密码子编写的氨基酸都发生改变，从而引起突变。 1.插入序列（IS）: IS家族的结构：两端都有短的正向重复序列（direct repeats, DR），略长的反向重复序列（inverted repeats，IR）以及1kb左右的编码区，它仅编码和转座有关的转座酶。 ?2.复合转座子 ： 复合转座子含有一个中心序列和位于两侧的臂（arm）。 除了和自身转座有关的基因外，中心序列含有抗药性基因等遗传信息。 复合转座子两端的臂由IS序列组成。有的二侧组件相同（如Tn903），有的不同（如Tn10）。有的方向相同（如Tn9），有的方向相反（如Tn903，10，5）。有的皆有功能（如Tn903，10），有的仅右侧组件有功能 TnA是复制型转座的转座子。 长约5kb左右，中部的编码区不仅编码抗性基因，还编码转座酶和解离酶。 两端具有末端反向重复序列，而不是IS，长约38bp左右，任一个缺失都会阻止转座。 靶位点具有5bp的正向重复序列。 TnA家族都带有抗性标记 转座子插入到DNA上新的位点，首先交错切开靶DNA，再将转座子连接到靶DNA的凸出单链上，最后填补空缺完成转座。 ???? 使用参差不齐的末端是各种转座子的共同特点 ?2． 非复制型转 （nonreplicative transposition） ? 这类转座因子直接从原位点移到靶位点,同时在供体留下产生一个双链断裂的位点。这种类型的机制只需要转座酶。这个双链断裂位点需要修复系统的识别和修复，否则将是致命的。 ?3．保守转座（conservative tranposition） ? 保守转座的转座因子从供体位点上切离，插入到靶位点上，供体位点恢复原状。 以生物化学和遗传学为基础，研究代谢产物的生物合成途径和代谢调节机制，通过遗传育种技术获得解除或绕过了微生物正常代谢途径的突变株，从而人为地使有用产物选择性地大量合成和累积。 解除微生物代谢调控机制，打破微生物正常的代谢调节，人为地控制微生物的代谢。 诱导与阻遏 激活与抑制 如果底物很多，细胞该如何响应？ 如果产物很多（过量），细胞又该如何响应？ 组成酶（constitutive enzyme） 是细胞固有的酶类，其合成是在相应的基因控制下进行的。 它不因分解底物或其结构类似物的存在而受影响，例如EMP途径的有关酶类。 诱导酶（induced enzyme） 细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。 它是受到分解底物或其结构类似物诱导合成的。 诱导（induction） 阻遏（repression） 末端产物阻遏（end-product repression) 当代谢途径中某末端产物过量时，通过阻遏作用来阻碍代谢途径中酶的生物合成，从而更彻底地控制代谢和减少末端产物的合成。 分解