概述噬菌體的基因重組
歷史:1936年F. M. Burnet發(fā)表了噬菌體能產(chǎn)生突變體,其噬菌斑的外形和野生型的有明顯區(qū)別,可惜的未能引起重視,以致噬菌體遺傳學(xué)延遲了十年才得以建立。
1946年第11屆冷泉港學(xué)術(shù)討論會(huì)上,在宣布一基因一酶學(xué)說的勝利,及Ledernerg、Tatum細(xì)菌雜交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的同時(shí),Hershey和Luria宣布發(fā)現(xiàn)了噬菌體的r,h突變,Delbrück和Hershey發(fā)表了他們各自發(fā)現(xiàn)的噬菌體重組,這四項(xiàng)重大的發(fā)現(xiàn)分別在1958年和1969年獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。后兩項(xiàng)的發(fā)現(xiàn)有力地推動(dòng)了噬菌體遺傳學(xué)的發(fā)展。
噬菌體的基因重組和細(xì)菌不同,而和真核的重組十分相似。雜交是用標(biāo)記不同的噬菌體之間進(jìn)行。然后計(jì)算重組噬菌體占總的子代噬菌體的比例來確定重組值。一般可以選用2-4個(gè)基因差異的噬菌體來混合感染細(xì)菌。首先把不同類型的噬菌體混合起來和細(xì)菌一起涂布在固體培養(yǎng)基上,細(xì)菌的濃度要達(dá)到可以長(zhǎng)成菌苔(lawn)的水平,噬菌體的濃度要很稀。每個(gè)噬菌體感染一個(gè)細(xì)菌,經(jīng)過裂解周期,宿主細(xì)胞破裂后,釋放出的子噬菌體又去感染周圍的細(xì)菌,結(jié)果在菌苔上形成一個(gè)圓形清亮的斑,稱為噬菌斑(plaque),而一個(gè)噬菌斑來自最初涂布平板時(shí)的一個(gè)噬菌體。噬菌斑的形態(tài)必須選擇容易區(qū)別的,以表示噬菌體的相應(yīng)表型。單個(gè)的噬菌體只能在電鏡下才可觀察其形態(tài),突變引起其形態(tài)變化沒有電鏡是無法鑒別的,但突變影響到生活周期,會(huì)產(chǎn)生不同的噬菌斑,因此通過噬菌斑的觀察我們很容易觀察基因型的變化與重組。
Hershey等用T2噬菌體的兩個(gè)不同表型特征:噬菌斑的形態(tài)和宿主范圍來進(jìn)行雜交。一個(gè)噬菌體的基因型是h+r,另一個(gè)噬菌體的基因型是h r+。h+表示宿主范圍(hostrange),是野生型,能在E.coli B菌株上生長(zhǎng),r 表示快速溶菌(rapid lysis),產(chǎn)生的噬菌斑大,邊緣清楚。h噬菌體能在E.coli B和B/2品系上生長(zhǎng),r+產(chǎn)生小而邊緣模糊的噬菌斑,能產(chǎn)生透明的噬菌斑,而h+因只能裂解E.coli B,所以在B和B/2的混合菌上產(chǎn)生的噬菌斑是半透明的。
雜交時(shí)hr+和h+r混合感染E.coli B和B/2,在B和B/2混合菌苔上出現(xiàn)了四種噬菌斑,表明h r+ 和h+r之間有一部分染色體在B菌株的細(xì)胞中進(jìn)行了重組,釋放出的子噬菌體有一部分的基因型為h+r+和h r。我們利用下面的公式就可以計(jì)算出和兩個(gè)位點(diǎn)的重組值:
重組值=(h+r++h r)/總噬菌斑數(shù)×100%
此重組值也表示兩個(gè)連鎖基因之間的遺傳距離。