巴氏小体+转化转导转染+联会复合体.docx

1、巴氏小体+转化转导转染+联会复合体接合、转化、转染、转导的区别转化，转导，转染的区别是什么-转化(transformation)指将质粒或其他外源DNA导入处于感受态的宿主细胞，并使其获得新的表型的过程。转染（transfection）采用与质粒DNA转化受体细胞相似的方法，即宿主菌先经过CaCl2，电穿孔等处理成感受态细菌，再将重组噬菌体DNA直接导入受体细胞，进入感受态细菌的噬菌体DNA可以同样复制和繁殖，这种方式称为转染。转染是转化的一种特殊形式。转导Transduction是指通过病毒将一个宿主的DNA转移到另一个宿主的细胞中而引起的基因重组现象。如果供体DNA未与受体DNA发生重组则

2、称此转导过程为流产转导.1、Conjugation中文翻译为“结合”Conjugationisthemechanismbywhichgeneticmaterialistransferredbetweentwobacterialcellsbyplasmids.Acellcontainingaconjugativeplasmid(F+,fertility+)formsamatingpairwithacellthatdoesnotcontainaconjugative-plasmid(F-)bymeansofanF-pilusonthesurfaceofthecell.Thepiluscontrac

3、ts,pullingthetwocellsintocontact,andtheconjugativeplasmids(typifiedbytheFplasmidofE.coli)istransferredfromtheplasmid-containingcell,thedonor,totherecipient(insomecases,piecesofchromosomalDNAisalsotransferedtotherecipient).Thetragenes,carriedontheFplasmid,containalltheinformationfortheconjugativeproc

4、ess.InstantnotesinMicrobiologyp125说明：Conjugation发生在原核生物，这个定义里面的关键是“Thepiluscontracts,pullingthetwocellsintocontact”这种细胞间的直接接触。细菌在conjugation的时候，两个细胞直接接触处形成conjugationtube，单链DNA可以直接通过这个通道转移，这个通道的形成需要有相应的基因表达（如pilin形成sexpilus）。通常情况下conjugation转移的是带有conjugation必须基因的质粒，但是少数情况下这种质粒整合到细菌染色体，就可能发生染色体转移(这种染

5、色体中整合了conjugativeplasmid的菌株被称为high-frequencyrecombination,Hfrstrains)。单链转移完毕，供体和受体细胞分别合成互补链，完成conjugation。2、Transformation中文翻译为“转化”接合、转化、转染、转导的区别转化，转导，转染的区别是什么-转化(transformation)指将质粒或其他外源DNA导入处于感受态的宿主细胞，并使其获得新的表型的过程。转染（transfection）采用与质粒DNA转化受体细胞相似的方法，即宿主菌先经过CaCl2，电穿孔等处理成感受态细菌，再将重组噬菌体DNA直接导入受体细胞，进入感

6、受态细菌的噬菌体DNA可以同样复制和繁殖，这种方式称为转染。转染是转化的一种特殊形式。转导Transduction是指通过病毒将一个宿主的DNA转移到另一个宿主的细胞中而引起的基因重组现象。如果供体DNA未与受体DNA发生重组则称此转导过程为流产转导.1、Conjugation中文翻译为“结合”Conjugationisthemechanismbywhichgeneticmaterialistransferredbetweentwobacterialcellsbyplasmids.Acellcontainingaconjugativeplasmid(F+,fertility+)formsama

7、tingpairwithacellthatdoesnotcontainaconjugative-plasmid(F-)bymeansofanF-pilusonthesurfaceofthecell.Thepiluscontracts,pullingthetwocellsintocontact,andtheconjugativeplasmids(typifiedbytheFplasmidofE.coli)istransferredfromtheplasmid-containingcell,thedonor,totherecipient(insomecases,piecesofchromosoma

8、lDNAisalsotransferedtotherecipient).Thetragenes,carriedontheFplasmid,containalltheinformationfortheconjugativeprocess.InstantnotesinMicrobiologyp125说明：Conjugation发生在原核生物，这个定义里面的关键是“Thepiluscontracts,pullingthetwocellsintocontact”这种细胞间的直接接触。细菌在conjugation的时候，两个细胞直接接触处形成conjugationtube，单链DNA可以直接通过这个通道

9、转移，这个通道的形成需要有相应的基因表达（如pilin形成sexpilus）。通常情况下conjugation转移的是带有conjugation必须基因的质粒，但是少数情况下这种质粒整合到细菌染色体，就可能发生染色体转移(这种染色体中整合了conjugativeplasmid的菌株被称为high-frequencyrecombination,Hfrstrains)。单链转移完毕，供体和受体细胞分别合成互补链，完成conjugation。2、Transformation中文翻译为“转化”转导这个概念有三个关键词：病毒、宿主DNA、整合（integrate）。首先，转导一般用于描述通过病毒而发生的

10、基因转移；其次，转移的必须是宿主的DNA，病毒感染的时候，不少病毒DNA都可能整合到受体基因组，如果没有病毒以外的宿主DNA，这个过程就不能叫做转导。自然情况下，一些病毒与宿主DNA发生重组，形成新的病毒基因组，包装以后感染其他细胞，就产生转导。实验研究中，常用基因重组的办法把目的DNA插入病毒基因组，实现目的基因的转导。最后，这个DNA必须整合到新宿主细胞基因组才算实现转导，上面英文已经很清楚，不再解释。特别要说明的是，转导这个概念适用于原核和真核生物，其内涵是完全一样的。在原核生物，天然情况下的转导发生在细菌的几个种（Desulfovibrio,Escherichia,Pseudomona

11、s,Rhodococcus,Rhodobacter,Salmonella,StaphylococcusandXanthobacter）以及古细菌的Methanothermobacterthermoautotrophicus中。Brockp283又分为普遍转导（generalizedtransduction）通过完全缺陷噬菌体对供体菌任何DNA小片段的“误包”而实现其遗传性状传递至受体菌的转导现象；局限转导（restrictedtransduction）通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并获得表达的转导现象。与转导相关的是另外一个概念：5、Infection感染The

12、invasionofacellororganismbyother(especiallypathogenic)organisms.说明：前面已经很明确，通过病毒实现基因转移叫做转导，为什么还要说感染这个概念呢？这里也是很多人不能正确理解的地方。实际上，我们说的转导是指的目的基因（宿主DNA）的转移过程，其主体是目的基因，但是实现转导的手段是病毒感染，这里的主体是病毒载体。所以我们可以这样说：通过逆转录病毒感染，把ADA基因转导到造血干细胞里面。但是我们不能这样说：通过逆转录病毒转导，把ADA基因感染到造血干细胞里面。两个通过直接接触，在暂时的沟通中进行基因转移的过程为接合。这一过程不是在所有细菌

13、之间均可发生。只有那些具有f因子或类似f因子传递装置的细菌才能接合。接合中，有f因子的细菌相当于雌性菌。因此接合看作是细菌的有性生殖过程，又称为细菌杂交。细菌的接合最早在大肠杆菌中发现，以后在其他菌中也观察到，主要见于革兰氏阴性菌。在电镜下可观察到细菌间借伸长的性菌毛进行接合。细菌能在接合中作为基因传递供体取决于致育因子（fertility factor）又称f因子。这是最早发现的一种质粒。f因子编码在细菌表面产生性菌毛。f因子的特性为可以促进供体菌向受体菌传递色体dna或质粒。f因子决定编码的性菌毛可在供体与受体菌间形成交通通连接结构，从而可使两个杂交细菌间形成胞浆内连接桥。f因子可以游离存

14、大于胞浆内，也可与细菌染色体整合。如果f因子游离存在于胞浆内，接合时仅f因子dna可通过胞浆的连接桥进入受体菌。然而f因子转移的特点为，从一个起始点开始，仅有一条dna链进入受体菌，以后供体、受体菌分别以一条dna链为模板，以滚环式复制另一条互补链，形成完整的双链f因子。这一特性使f因子与其他能通过接合传递的细菌质粒一样，在细菌群体中传播，类似引起传染，即原来的f 菌仍为f ，而f-受体菌可变成f-菌。除f因子外，发现耐质粒r因子中有些亦可通过接合而传递，另一些则不能传递。r因子是1959年由日本学者所发现。他们对一批应用常用抗生素治疗无效的痢疾患者粪便中分离到的痢疾杆菌进行分析，发现细菌中有

15、一种能同时耐几种抗生素的基因。这种基因存在于细胞浆中，可通过类似f因子的方式在细菌间传递。以后发现这类质粒中可通过接合转移者除有决定耐药性的r区段dna外，还有传递区段(rtf,resistance trarnsfer factor)。rtf决定性菌毛的形成，通过接合而传递。如果只有r区段而无rtf区段则不能过接合传递。必须经传递性质粒带动、噬菌体转导或以转化方式转入受体菌。r因子决定细菌耐药性的问题是临床治疗中的大问题。r因子决定耐药性的机制，现已了解者为：1.质粒基因可编码产生各种纯化酶,如金黄色葡萄球菌耐药性质粒编码青霉素酶,耐氨苄青霉素的肠道杆菌质粒中编码能使内酰胺环水解的酶。2.r因

16、子通过控制一些细菌细胞膜的通透性,使四环素不能进入菌体。3.r因子通过阻止抗生素与细菌细胞内的作用部位(靶)结合,使细菌耐药。如红霉素通过与细菌核蛋白体结合而阻止蛋白质合成。r因子编码甲基酶,通过使核蛋白体上某些分子的甲基化,使结霉素不能与之结合而失去作用。由于r因子可通过接合的种、属不同的细菌间转移，因此有些痢疾杆菌即使未与药物接触过，但可自耐药的大肠杆菌获得r因子而耐药。目前有学者主张应及时了解医院内细菌的r因子质粒耐药图谱，轮流选用抗生素以达到较好的治疗效果。除了上述各种基因转移的方式外，还发现了一类能在质粒之间或质粒与染色体之间自行转移位置的核苷酸序列，称为转座因子（trnasposi

17、ble elements）。其中最简单者仅有1，000个碱基对。只具有编码转移决定子的基因，称为插入顺序。还有一些分子量较大者为转座子。一般转座的dna链末端有互补及倒置重复序列，从而一条单链即可自己形成环状结构。转座子插入细菌染色体后，因在插入部位影响了细菌染色体dna的正常结构，可致细菌失去某些功能。如耐药基因。产生细菌霉素或某些酶的基因等。转座子携带的这些基因在即使与受体菌无核酸同源性的情况下仍可传递转移。因此转座子与质粒一样在构成致病性、耐药性菌中占有重要地位。一个体细胞中的全部染色体，按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像就称为核型（Karyotype）。在完全正常的情况下，一个体细

18、胞的核型一般可代表该个体的核型。将待测细胞的核型进行染色体数目、形态特性的分析，确定其是否与正常核型完全一致，称为核型分析（Karyotype analysis）。端粒（英文名：Telomeres）是线状染色体末端的DNA重复序列。 端粒是线状染色体末端的一种特殊结构，在正常人体细胞中，可随着细胞分裂而逐渐缩短。端粒是线状染色体末端的DNA重复序列，是真核染色体两臂末端由特定的DNA重复序列构成的结构，使正常染色体端部间不发生融合，保证每条染色体的完整性。联会复合体（synaptonemal complex, SC)是减数分裂偶线期两条同源染色体之间形成的一种结构，主要由侧生组分、中间区和连接

19、侧生组分与中间区的SC纤维组成，它与染色体的配对，交换和分离密切相关。SC是同源染色体间形成的梯子样的结构。在电镜下观察，两侧是约40nm的侧生组分(lateral element)，电子密度很高，两侧之间为宽约100nm的中间区(intermediate space)，在电镜下是明亮区，在中间区的中央为中央组分(central element)，宽约30nm。侧生组分与中央组分之间有横向排列的粗约710nm的SC纤维，使SC外观呈梯子状（图13-14）。长期以来人们认为SC将同源染色体组织在一起，使伸入SC的DNA之间产生重组，但实验证明不仅SC的形成晚于基因重组的启动，而且基因突变不能形成

20、SC的酵母中，同源染色体间照样可以发生交换。现在一般认为它与同源染色体间交换的完成有关。在磷钨酸染色的SC中央，还可以看到呈圆形或椭圆形的重组节(recombination nodules,RNs)，RNs是同源染色体发生交叉的部位，RNs上有基因交换所需要的酶。从形态学来看，SC形成合线期，成熟于粗线期，并存在数天，消失于双线期。联会复合体的形成与合线期DNA(Zyg-DNA)有关，在细线期或合线期加入DNA合成抑制剂，则抑制SC的形成。在减数分裂中的第一次成熟分裂前期的偶线期中每一对同源染色体互相配对称联会(synapsis)，联会的结果是每对同源染色体形成一个二价体，此时，每条染色体由两

21、条姊妹染色单体组成。有n对染色体的细胞中将形成n个二价体。在有丝分裂的过程中，复制后的两条姊妹染色单体通过着丝粒连接在一起，也被看作是一种二价体。一对配对的同源染色体称二价体（bivalent）或四联体（tetrad），在特殊情况，存在不能配对的染色体则称单价体（univalent）或二联体（dyad）。Chromatids (染色单体)：复制时产生的染色体拷贝。此名字通常用来形容处于随后的细胞分裂期它们分开的之前的染色体。从有丝分裂前期到中期（在有丝分裂后期，着丝点断裂，此时不存在染色单体），染色体沿其长轴发生纵裂。这样被分成的二条染色体各称为染色单体。开始成为一对的染色单体两者并不分开，逐

22、渐它们具有独立的基质，并在其中各自形成二条染色丝。而且染色单体往往出现互相关联的螺旋。这些螺旋的圈数在中期以前逐渐减少，并且着丝粒也开始分裂。从中期进入后期时，一对染色单体就互相完全分开，作为子染色体分别向相反的两极移动。减数分裂的二价染色体是由4条染色单体（四分染色体）产生的。在生物学中，交叉互换发生在减数第一次分裂前期（减前）时同源染色体联会的时候，四分体的同源染色体的非姐妹染色单体之间，相互交换一部分染色体片断，属于基因重组，这在遗传学上有重要意义。常染色质是指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低，处于伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。在常染色质中，DNA包装比约为1/2000-

23、1/1000，即DNA实际长度为染色质纤维长度的1000-2000倍。构成常染色质的DNA主要是单一序列DNA和中度重复序列DNA（如组蛋白基因和tRNA基因）。常染色质并非所有基因都具有转录活性，处于常染色质状态只是基因转录的必要条件，而不是充分条件。在细胞周期中，间期、早期或中、晚期，某些染色体或染色体的某些部分的固缩常较其他的染色质早些或晚些，其染色较深或较浅，具有这种固缩特性的染色体称为异染色质（heterochromatin）。具有强嗜碱性，染色深，染色质丝包装折叠紧密，与常染色质相比，异染色质是转录不活跃部分，多在晚S期复制。在哺乳动物体细胞核中，除一条X染色体外，其余的X染色体常

24、浓缩成染色较深的染色质体，此即为巴氏小体。又称X小体，通常位于间期核膜边缘。1949年，美国学者巴尔（M.L.Barr）等发现雌猫的神经细胞间期核中有一个深染的小体而雄猫却没有。在人类，男性细胞核中很少或根本没有巴氏小体，而女性则有1个。以后研究表明，巴氏小体就是性染色体异固缩（细胞分裂周期中与大部分染色质不同步的螺旋化现象）的结果。体育运动会上的性别鉴定主要采用巴氏小体方法。英国学者莱昂（M.F.Lyon）认为，这种异固缩的X染色体（巴氏小体）缺乏遗传活性，提出“莱昂氏假说”，其内容主要是：（1）正常雌性哺乳动物体细胞中的两个X染色体之一在遗传性状表达上是失活的；（2）在同一个体的不同细胞中

25、，失活的X染色体可来源于雌性亲本，也可来源于雄性亲本；（3）失活现象发生在胚胎发育的早期，一旦出现则从这一细胞分裂增殖而成的体细胞克隆中失活的都是同一来源的染色体。巴氏小体的数目及形态可通过显微镜观察得知，如可从人的口腔内刮取少许上皮细胞或取头发的发根，经染色处理后即可看到。巴氏小体直径约1微米，位于细胞核周缘部，略呈三角形、尖端向内。通过巴氏小体检查可确定胎儿性别和查出性染色体异常的患者，如克氏（Klinefelters）综合征患者外貌为男性，但有一个巴氏小体，可判定患者的核型是47，XXY；而外表为女性的特纳氏（Turners）综合征患者却无巴氏小体，故判断患者的核型是45，XO。其他性染

26、色体异常的患者如XXY、XXYY有1个巴氏小体，而XXX、XXXY有2个巴氏小体等巴氏小体的数目=x染色体数目-1。很多的实验证据都支持莱昂假设。如人类有一种X-连锁的异常叫做无汗性外胚层发育不良（anhidrotic ectodermal dysplasia），本病主要表现为毛发稀少，牙齿发育异常，无汗或少汗，以及表皮和附件异常。携带的（基因型为杂合子的）女性表现出来有齿和无齿颚区的嵌镶以及有汗腺和无汗腺皮肤的嵌镶。这两种嵌镶的位置在个体之间明显不同，这是由于发育期一条X染色体随机失活所致。三色猫（又叫做三玳瑁猫）也是一个很好的例子。雌性的三色猫腹部的毛是白色的，背部和头部的皮毛由桔黄色和黑

27、色斑组成，十分漂亮。这种雌猫是一个X-连锁基因杂合体，X-连锁的b基因控制橙色（orange）毛皮，其等位基因B是控制黑色的毛皮。带有b基因的X染体若失活，B基因表达产生黑色毛斑，若带有B基因的X染色体若失活，b基因表达则产生橙黄色毛斑。X-连锁的6-磷酸葡糖脱氧酶(G-6-PD)的测定也为莱昂假设提供了有力证据。女性虽然有二条X染色体，但其G-6-PD活性和男性的相同，表明其X染色体的总量有一半是失活的，这正好说明了剂量补偿作用。G-6-PD有A，B两种类型，二者之间只有一个氨基酸的差异，但电泳带的迁移率不同，A带比B带移动得快一点。它们分别由一对等位基因GdA和GdB编码的。GdA或GdB

28、纯合的女人从各种组织取样进行电泳分析都只出现一条电泳带。GdA/GdB杂合的女人电泳的结果却会出A、B两条带。但用胰酶处理杂合体的皮肤细胞，使其分成单个细胞，然后进行克隆培养，每个克隆都来一个单细胞，再从各个克隆中取样进行电泳发现，每个克隆只出现一条电泳带非A即B，非B即A，而绝不出现二条带。表明细胞中虽有一对等位基因GdA/GdB的存在，但由于有一条X染色体失活，使其上的等位基因不能表达，所以只出现一条带。虽然大量的证据表明了莱昂假设的正确性，但仍存在一些问题。比如既然女人只有一条X染色体是有活性的，那么XXX和XO的女性也只有一条X染色体有活性，那么为什么会出现异常呢？1974年Lyon又

29、提出了新莱昂假说，认为X染色体的失活是部分片段的失活，这就能很好地解释以上的矛盾。现在已经查明在失活的X染色体上决定一种血型的Xg基因就仍然保持着活性。从生物伦理学以及出生人口性别构成等相关问题出发，严禁非医学需要鉴定胎儿性别以及选择性别终止妊。1-2早在1949年，巴尔便发现了男女细胞在性染色体上的差别。巴尔采用一种非常简便的方法，即用女性的口腔粘膜或阴道粘膜涂片，经染色后在光学显微镜下观察，发现间期细跑的细胞核内有一个约1.20.7微米大小、靠近核膜的浓缩染色质块，其数目比 x染色体数目少一个，正常女性细胞有2个 x染色体，而只有一个性染色质，称为女性性染色质，又叫巴尔小体（巴氏小体）。而

30、男性因为只有一个 x染色体，故无这种染色质块，但男性细胞经用芥子喹咛因或荧光阿的平的酒精溶液染色，在荧光显徽镜下，可看到闪烁荧光的 y小体，直径约0.3微米大小，又称男性染色质。只要有一个y染色体，便有一个y小体。这样， 巴尔小体和 y小体就把男女性别通过体细胞染色体检查区别得一清二楚，同时，也为性染色体病的检出提供了新方法。那么，对未降生的胎儿又是如何及早预知雌雄，以便决定取舍呢?随着科学技术的进步，近几十年，科学工XXX对胎儿性别的宫内诊断做了大量工作，国内外有关这方面的报道也不少。把这些方法归纳起来，检查的材料有羊水细胞、胎盘绒毛膜细胞以及最近采用孕妇的血、尿、宫颈粘液等。检查的方法有

31、x性染色体、嗜中性粒细胞鼓缒体、性染色体、y荧光小体、微量免疫扩散法等。预测胎儿性别最理想的要求，应当取材容易，操作简单安全，孕早期即能诊断，而且正确率要高。以上方法各有优缺点。超数染色体：也称B染色体，他是某些动、植物细胞核中除正常染色体（称为A染色体）以外的一类数目不定的染色体。即有些生物的细胞出现的额外染色体。常染色体（Autosomes）又称体染色体。在基因秘密中，除了与决定性别有关的性染色体外，还有与性别决定无关的染色体，是成对存在的，称为常染色体是指在一定的细胞类型或一定的发育阶段呈现凝集状态的异染色质。在一定时期的特种细胞的细胞核内, 原来的常染色质可转变成兼性异染色质。如雄性个体的细胞含有一个瘦小