ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ У ПРОКАРИОТ ПРОКАРИОТЫ ОРГАНИЗАЦИЯ

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ У ПРОКАРИОТ

ПРОКАРИОТЫ

ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОМА Escherichia coli

СПОСОБЫ ОБМЕНА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ У ПРОКАРИОТ (РЕКОМБИНАЦИЯ) КОНЪЮГАЦИЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ТРАНСДУКЦИЯ

1946 г. Дж. Ледерберг и Е. Татум у E. coli

КОНЪЮГАЦИЯ

ПОЛОВОЙ ФАКТОР - F

ПЕРЕНОС ПОЛОВОГО ФАКТОРА

F+ Hfr

ПРЕРВАННАЯ КОНЪЮГАЦИЯ

Hfr Thr+Leu+Azs. Tons. Lac+Gal+Strs F- Thr-Leu-Azr. Tonr. Lac-Gal-Strr селекторы: Thr+Leu+ ; антиселектор: Strr Время, мин Доля рекомбинантов с фенотипом Thr+Leu+ Strr Thr+Leu+ Azs Tons Lac+ Gal+ 5 100 0 0 8 100 2 0 0 0 10 100 12 3 0 0 15 100 70 31 0 0 20 100 88 71 12 0 25 100 92 80 28 0, 6 30 100 90 75 36 5 40 100 90 75 38 20 50 100 91 78 42 27 60 100 91 78 42 27

СЕКСДУКЦИЯ F’(ф-прим) Dr. Esther Lederberg, Lecture at Kanazawa Medical School

Установите генотипы следующих штаммов E. coli. Для обозначения генотипов используйте символы: leu+, leu, thr+, thr (не нуждается в лейцине, ауксотроф по лейцину, не нуждается в треонине, ауксотроф по треонину, соответственно). Штамм без добавок 1 2 3 4 + - Минимальная среда с добавлением треонина лейцина треонина и лейцина + + - + + +

1. Может ли клетка F- превратиться в клетку F+? Hfr? Каким образом? 2. Почему при конъюгации бактерий требуется разное время для образования рекомбинантов по разным маркерам? 3. Почему генетическая карта E. coli имеет кольцевую форму? 4. Чем и почему генетические карты различных штаммов Hfr E. coli отличаются друг от друга? 5. Можно ли исследовать комплементарное взаимодействие генов у бактерий? Если можно, то каким образом? 6. Что такое мерозигота? Что такое гетерогенота?

Плазмидный фактор F формирует Hfr у Salmonella typhimurium, встраиваясь во много меньшее число сайтов и с много меньшей частотой, чем у Escherichia coli. Основываясь на пути формирования Hfr, какое должно быть простое объяснение для этих различий между S. typhimurium и E. coli? Почему перенос генов из Hfr требует функцию гена rec. A у реципиента, а перенос генов на F'-факторе не требует ее?

1. Если Вам нужно получить рекомбинантов leu+ str-r из скрещивания Hfr leu+ str-s х F- leu- str-r, на какую среду Вы должны высеять конъюгационную смесь? Какой маркер будет селектором, а какой контрселектором? 2. При конъюгации у E. coli установлены такие последовательности передачи генетических маркеров для донорных штаммов: Hfr. H: 0 -thr-leu- pro. A- pur. E-trp-his; Hfr. C: 0 -pur. E-pro. A-leu-thr-ile-mal-rps. L; Hfr. KL 19: 0 -trp-his-tyr. A-thy; Hfr AB 313: 0 -mal-rps. L-thy-tyr. A-his-trp; Hfr. PK 191: 0 -his-tyr. A-thy-rps. L-mal-ile; Hfr KL 14: 0 -rps. L-mal-ile-thr-leu-pro. A. Постройте генетическую карту хромосомы E. coli.

3. Если гены в бактериальной хромосоме расположены в алфавитном порядке и Hfr клетка переносит гены в порядке g h i. . . d e f, какие типы F' плазмид могут быть получены из этого Hfr?

Четыре различных Hfr штамма E. coli были скрещены с Fреципиентами, чтобы определить время вхождения различных донорных маркеров. Результаты показаны ниже. Из этих данных сконструируйте генетическую карту, которая включает все маркеры и отметьте дистанцию (основываясь на времени вхождения) между соседними парами маркеров. Hfr № 1 arg (15 мин) thy (21 мин) met (32 мин) thr (48 мин) Hfr № 2 mal (10 мин) trp (57 min) met (17 мин) thi (22 мин) thr (33 мин) Hfr № 3 phe (6 мин) thr (49 мин) his (11 мин) thi (60 мин) bio (33 мин) azi (48 мин) Hfr № 4 his (18 мин) phe (23 мин) arg (45 мин) mal (55 мин)

Приведены два E. coli штамма с генотипами показанными ниже. Штамм A: Flacarghispyrlys. Ton. R Штамм B: Hfr lac+ arg+ his+ pyr+ lys+ Tons [lac- = неспособность ферментировать сахар лактозу; arg-, his-, pyr-, lys- = неспособность к синтезу аргинина, гистидина, пиримидина или лизина; Tons and Ton. R = чувствительность и устойчивость к вирулентному фагу T 1] 1. Какие вещества и т. п. вы должны добавить в среду, чтобы селектировать lac+ arg+ рекомбинантов из скрещивания между штаммами A и B? 2. Какие классы рекомбинантов должны быть отобраны на минимальной среде с глюкозой, аргинином и фагом T 1? A и B были смешаны и скрещивались в течение нескольких часов. Клетки затем были высеяны для исследования рекомбинантов. Результаты показаны в таблице ниже. Какой маркер входит первым? Какой входит последним?

ТРАНСФОРМАЦИЯ Streptococcus pneumoniae Есть полисахаридная капсула вокруг клеток Нет полисахаридной капсулы rough (R) colonies smooth (S) colonies Research photographs of Dr. Harriet Ephrussi-Taylor, courtesy of The Rockefeller University.

А Б А - пневмококки, стрептококки, сенная палочка; Б – гемофильная палочка 1. Синтез фактора компетентности 2. Компетентные клетки 3. Адсорбция ДНК и эклипс-период 4. Поглощение ДНК 5. Конверсия 6. Репарация и проявление маркера Этапы поглощения ДНК

ТРАНСДУКЦИЯ Общая (неспецифическая, генерализованная) 1951 г. Н. Циндер и Дж. Ледерберг у Salmonella typhimurium умеренный фаг P 22 Специфическая (ограниченная) 1956 г. М. Морзе и Э. и Дж. Ледерберги у E. coli умеренный фаг лямбда

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ВИРУЛЕНТНОГО ФАГА

Частота котрансдукции определяется отношением числа двойных трансдуктантов (gal+bio+) к числу всех (bio+).

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ УМЕРЕННОГО ФАГА Фаг λ

att - сайт

СЛИЯНИЕ ПРОТОПЛАСТОВ Получение Слияние Регенерация Селекция рекомбинантов 1. Фенотипически рекомбинантные клоны 2. Комплементирующие диплоиды 3. Некомплементирующие диплоиды или двуродительские колонии 4. Гаплоидные рекомбинанты

При специализированной трансдукции штамма E. coli с генотипом gal- bio- бактериофагом λ, размноженным на штамме E. coli с генотипом gal+ bio+, на какой среде необходимо отбирать gal+ трансдуктанты без селекции по bio+? Ниже приведены индексы котрансформации маркера his. B с рядом других близлежащих маркеров B. subtilis. На основании этих данных определите порядок расположения маркеров на генетической карте. Маркеры Индекс котрансформации (г) his. B – tyr 1 0, 77 his. B – ara 2 0, 31 his. B – ara 1 0, 57 his. B – ara 3 0, 25 his. B – trp 2 0, 53

Для определения взаимного расположения нескольких ауксотрофных мутаций E. coli использовали данные по трансдукции фагом Р 1. Проанализируйте приведенную таблицу и установите порядок следующих генов: A, D, G, E и F. Генотип Селективный Котрансдукция неселективного донора реципиента маркера дикого типа с селективным маркером (%) A+ G+ A+ D+ A+ E+ D+ F+ E+ F+ A- GA- DA- ED- FE- F- A+ A+ A+ D+ D+ Е+ 80 30 5 75