第二十二單元--第七章微生物遺傳學(四)

1、二、轉(zhuǎn)導(dǎo)（二、轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）轉(zhuǎn)導(dǎo)：轉(zhuǎn)導(dǎo)：利用完全或部分缺陷噬菌體為媒介，把供體細胞的小利用完全或部分缺陷噬菌體為媒介，把供體細胞的小片段片段DNA攜帶到受體細胞中，通過交換與整合，使后者獲得攜帶到受體細胞中，通過交換與整合，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象。前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象。 由轉(zhuǎn)導(dǎo)作用而獲得供體細胞部分遺傳性狀的重組受體細胞稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)子轉(zhuǎn)導(dǎo)子 （transductant） 攜帶供體部分遺傳物質(zhì)（攜帶供體部分遺傳物質(zhì)（DNA片段）的噬菌體稱為片段）的噬菌體稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。 細菌轉(zhuǎn)導(dǎo)的二種類型：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)1、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)

2、（generalized transduction） 通過極少數(shù)完全缺陷噬菌體對供體菌基因組上任何小片段通過極少數(shù)完全缺陷噬菌體對供體菌基因組上任何小片段DNA進行誤包，而將其遺傳性狀傳遞給受體菌的現(xiàn)象，稱普遍性進行誤包，而將其遺傳性狀傳遞給受體菌的現(xiàn)象，稱普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。轉(zhuǎn)導(dǎo)。 (1) 意外的發(fā)現(xiàn) 1951年，Joshua Lederberg和Norton Zinder為了證實大腸桿菌以外的其它菌種是否也存在接合作用，用二株具不同的多重營養(yǎng)缺陷型的鼠傷寒沙門氏菌LT22A(trp-)（P22）和LT2(his-)進行實驗： 用“U”型管進行同樣的實驗時，在供體和受體細胞不接觸的情況下，同樣出現(xiàn)原

3、養(yǎng)型細菌！沙門氏菌LT22A(trp-)是攜帶P22噬菌體的溶源性細菌 另一株LT2(his-)是非溶源性細菌一個表面看起來的常規(guī)研究卻導(dǎo)致一個驚奇和十分重要發(fā)現(xiàn)的重要例證！基因的傳遞很可能是由可透過“U”型管濾板的P22噬菌體介導(dǎo)的(在接種LT22A的一端出現(xiàn)了原養(yǎng)型)（普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)這一重要的基因轉(zhuǎn)移途徑的發(fā)現(xiàn)）(2) 轉(zhuǎn)導(dǎo)模型轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體為什么轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體為什么“錯錯”將宿主的將宿主的DNADNA包裹進去包裹進去? ? 噬菌體的DNA包裝酶也能識別染色體DNA上類似pac的位點，并進行切割，以“headful”（滿頭包裝，單個噬菌體頭部所含的DNA的長度）的包裝機制包裝進P22噬菌體外殼，形成只

4、含宿主DNA的轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體顆粒（假假噬菌體）噬菌體）。因為染色體上的pac與P22 DNA的pac序列不完全相同，利用效率較低，這種“錯裝”機率一般僅約10-6-10-8 形成轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒的噬菌體可以是溫和的，也可以是烈性的，但必須具有能偶爾識別宿主DNA的包裝機制，并在宿主基因組完全降解以前進行包裝。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本要求：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種后果：進入受體的外源進入受體的外源DNA通過與細胞染色體通過與細胞染色體的重組交換而形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子的重組交換而形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)導(dǎo)子流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（abortive transduction）轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA不能進行重組和復(fù)制，但其攜不能進行重組和復(fù)制，但其攜帶的基

5、因可經(jīng)過轉(zhuǎn)錄而得到表達。帶的基因可經(jīng)過轉(zhuǎn)錄而得到表達。特點：在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落特點：在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落外源外源DNA被降解，轉(zhuǎn)導(dǎo)失敗。被降解，轉(zhuǎn)導(dǎo)失敗。如果受體菌通過普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)獲得了供體菌如果受體菌通過普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)獲得了供體菌DNA片段后，在其體內(nèi)不片段后，在其體內(nèi)不發(fā)生基因的交換、整合和復(fù)制，只進行轉(zhuǎn)錄、翻譯和性狀的表達。發(fā)生基因的交換、整合和復(fù)制，只進行轉(zhuǎn)錄、翻譯和性狀的表達。這種轉(zhuǎn)導(dǎo)被稱為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)這種轉(zhuǎn)導(dǎo)被稱為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo).2. 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（restricted transduction） 定義：通過部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌的少數(shù) 特定基因攜帶到受體菌中，并

6、與后者的基因 組整合、重組，形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子的現(xiàn)象。 媒介： 部分缺陷噬菌體（丟失自身一部分基因，并被 同等長度的宿主基因所取代） 只能轉(zhuǎn)導(dǎo)個別特定基因 大腸桿菌中大腸桿菌中噬菌體的正常裂解及半噬菌體的正常裂解及半乳糖基因轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的形成過程乳糖基因轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的形成過程低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（LFT）的定義的定義: 誘導(dǎo)溶源性大腸桿菌而產(chǎn)生的細胞裂解誘導(dǎo)溶源性大腸桿菌而產(chǎn)生的細胞裂解產(chǎn)物中，除含有正常的噬菌體外，還有少數(shù)產(chǎn)物中，除含有正常的噬菌體外，還有少數(shù)（10-6）轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體顆粒，因此，用誘導(dǎo)）轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體顆粒，因此，用誘導(dǎo)溶源性菌株得來的噬菌體進行轉(zhuǎn)導(dǎo)時的轉(zhuǎn)導(dǎo)溶源性菌株得來的噬菌體進行轉(zhuǎn)導(dǎo)時的轉(zhuǎn)導(dǎo)頻

7、率不過頻率不過10-6 ，稱為低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)稱為低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)。高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)(HFT): 如果細菌染色體中整合有一個如果細菌染色體中整合有一個正常的正常的噬菌體噬菌體時，時， 缺陷缺陷噬菌體噬菌體也能整合到同一細菌染色體上也能整合到同一細菌染色體上（因為正常（因為正常噬菌體整合后，產(chǎn)生兩個細菌噬菌體整合后，產(chǎn)生兩個細菌/噬菌體雜合噬菌體雜合att位點，位點，缺陷缺陷噬菌體可以在該位點插入），這種細菌稱為噬菌體可以在該位點插入），這種細菌稱為雙重雙重溶源菌溶源菌. 雙重溶源菌中，正常雙重溶源菌中，正常噬菌體稱為噬菌體稱為輔助噬菌體輔助噬菌體，因為，因為它幫助缺陷噬菌體整合和繁殖。它幫助缺陷噬菌體整合和繁

8、殖。 雙重溶原菌雙重溶原菌在紫外輻射等因子的誘導(dǎo)下在紫外輻射等因子的誘導(dǎo)下,原噬菌體容原噬菌體容易被切割下來，易被切割下來，產(chǎn)生等量的缺陷噬菌體和正常噬菌體，產(chǎn)生等量的缺陷噬菌體和正常噬菌體，該裂解物稱為高頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物該裂解物稱為高頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物，用這樣的裂解物去，用這樣的裂解物去感染細菌，將比低頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物產(chǎn)生多得多的轉(zhuǎn)導(dǎo)感染細菌，將比低頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物產(chǎn)生多得多的轉(zhuǎn)導(dǎo)子。這一過程稱為高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)。子。這一過程稱為高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)。大腸桿菌的低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)和高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)比較：大腸桿菌的低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)和高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)比較： uv E.coli K12() LFT 裂解物 dgdg(10(10-5-5 1010-6-6) )

9、轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體 uv E.coli K12(/dgdg) HFT裂解物 50% ( (雙重溶源菌雙重溶源菌) ) 50%50%dgdg轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體 低頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)低頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)（LFT） ： LFT裂解物裂解物 E.coliE.coli gal gal- - E.coliE.coli gal gal- - / / dgal+ （極少量轉(zhuǎn)導(dǎo)子菌落極少量轉(zhuǎn)導(dǎo)子菌落) ) E.coliE.coli gal gal- - 高頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)高頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)(HFT) ： HFT裂解物裂解物 E.coliE.coli gal gal- - E.coliE.coli gal gal- - / / dgal+ （ 50% 50% 轉(zhuǎn)導(dǎo)

10、子菌落轉(zhuǎn)導(dǎo)子菌落) ) E.coliE.coli gal gal- -（50%50%）普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)與局限轉(zhuǎn)導(dǎo)的特性比較普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)生轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)生自然發(fā)生人工誘導(dǎo)（uv）噬菌體形成噬菌體形成誤包前噬菌體的“誤切”內(nèi)含內(nèi)含DNADNA只含宿主DNA含噬菌體和宿主DNA轉(zhuǎn)導(dǎo)性狀轉(zhuǎn)導(dǎo)性狀供體的任何性狀前噬菌體兩端鄰近基因轉(zhuǎn)導(dǎo)過程轉(zhuǎn)導(dǎo)過程雙交換（轉(zhuǎn)導(dǎo)DNADNA 替換受體DNADNA 同源區(qū)）轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA插入，使受體菌為部分二倍體 溶源轉(zhuǎn)變（lysogenic conversion）：一個與轉(zhuǎn)導(dǎo)相似又不同的現(xiàn)象定義:溫和噬菌體感染細胞后使之發(fā)生溶源化，因噬菌體的基因整合到宿主染色體上

11、，而使后者獲得了新性狀的現(xiàn)象。溶源轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)導(dǎo)的不同？溶源轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)導(dǎo)的不同？a）噬菌體不攜帶任何供體菌的基因；b）這種噬菌體是完整的，而不是缺陷的。三、三、 接合接合 (conjugation)通過細胞與細胞的直接接觸而產(chǎn)生的遺傳信息的轉(zhuǎn)移和重組過程1.接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和證實接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和證實1946年，Joshua Lederberg 和Edward L.Tatum細菌的多重營養(yǎng)缺陷型雜交實驗中間平板上長出的原養(yǎng)型菌落是兩菌株之間發(fā)生了遺傳交換和重組所致！ 為了減少所培養(yǎng)的結(jié)果是回復(fù)突變的機會，采用了雙重或三重營養(yǎng)缺陷型。該實驗是建立在不大可能同時發(fā)生兩種或三種回復(fù)突變的設(shè)想上的。證實接合過程

12、需要細胞間的直接接觸的“U”型管實驗（ Bernard Davis，1950 ）2. 能進行接合的微生物種類能進行接合的微生物種類 主要在細菌和放線菌中存在。 在細菌中，G 細菌尤為普遍，如E. coli、沙門氏菌屬、志賀氏菌屬、克雷伯氏菌屬、沙雷氏菌屬、弧菌屬、固氮菌屬和假單胞菌屬等； 放線菌中，以鏈霉菌屬和諾卡氏菌屬最為常見，其中研究得最為詳細的是天藍色鏈霉菌（Streptomyces coeilcolor ）。 在不同屬的一些菌種之間也可發(fā)生接合現(xiàn)象，如大腸桿菌與鼠傷寒沙門氏菌間或沙門氏菌與痢疾志賀氏菌間。 在所有對象中，接合現(xiàn)象研究得最多、了解得最清楚的是E. coli 。E. col

13、i 是有性別分化的，決定性別的是其中的F質(zhì)粒，F(xiàn)質(zhì)粒還是合成性菌毛基因的載體。 3. 大腸桿菌的接合型與接合大腸桿菌的接合型與接合 細菌遺傳重組單向過程和F因子的提出 F菌株F菌株F因子結(jié)構(gòu)圖因子結(jié)構(gòu)圖: 100 kb，上面，上面有編碼細菌產(chǎn)生性菌毛及控有編碼細菌產(chǎn)生性菌毛及控制接合過程進行的制接合過程進行的20多個基多個基因。因。 圖中黃色區(qū)域表示轉(zhuǎn)座圖中黃色區(qū)域表示轉(zhuǎn)座子。子。Hfr菌株菌株: 細胞中的細胞中的F質(zhì)粒整合到核染色體質(zhì)粒整合到核染色體組上組上, 與與F 菌株相接菌株相接合后，發(fā)生基因重組合后，發(fā)生基因重組的頻率比任何已知的的頻率比任何已知的F 與與F 接合后的頻接合后的頻率高

14、出幾百倍，這種率高出幾百倍，這種“雄性雄性”菌株稱為菌株稱為Hfr。在在Hfr菌株與菌株與F-細胞進行接合時細胞進行接合時, OriT序列被缺刻序列被缺刻-螺旋酶識別而螺旋酶識別而產(chǎn)生缺口后，產(chǎn)生缺口后，F(xiàn)因子的先導(dǎo)區(qū)因子的先導(dǎo)區(qū)(leading region)結(jié)合著染色體結(jié)合著染色體DNA向受體細胞轉(zhuǎn)移，向受體細胞轉(zhuǎn)移，F(xiàn)因子因子除先導(dǎo)區(qū)以外，其余絕大部分除先導(dǎo)區(qū)以外，其余絕大部分是處于轉(zhuǎn)移染色體的末端，由是處于轉(zhuǎn)移染色體的末端，由于轉(zhuǎn)移過程常被中斷，因此于轉(zhuǎn)移過程常被中斷，因此F因因子不易轉(zhuǎn)入受體細胞中，故子不易轉(zhuǎn)入受體細胞中，故HfrF-雜交后的受體細胞大多雜交后的受體細胞大多數(shù)仍然是數(shù)

15、仍然是F-（即不能使受體菌即不能使受體菌變成供體）。變成供體）。接合中接合中DNA轉(zhuǎn)移過程有轉(zhuǎn)移過程有著穩(wěn)定的速度和嚴格的著穩(wěn)定的速度和嚴格的順序性順序性 。染色體上越靠近染色體上越靠近F因子因子先導(dǎo)區(qū)的基因，進入的先導(dǎo)區(qū)的基因，進入的機會就越多，在機會就越多，在F-中出中出現(xiàn)重組子的的時間就越現(xiàn)重組子的的時間就越早，頻率也高。早，頻率也高。 中斷雜交（interrupted mating）技術(shù)和基因定位利用HfrF-的接合過程，在不同時間取樣，并把樣品猛烈攪拌以分散接合中的細菌，然后分析受體細菌基因型，以時間(分鐘)為單位繪制遺傳圖譜，該圖譜是細菌染色體上基因順序的直接反映。左圖左圖: 不同

16、不同Hfr菌株的形成方式，以菌株的形成方式，以不同的起點不同的順序轉(zhuǎn)移基因。不同的起點不同的順序轉(zhuǎn)移基因。（a）細菌染色體為環(huán)狀，可以不細菌染色體為環(huán)狀，可以不同的同的IS位點打開，位點打開，F(xiàn)質(zhì)粒插入進去。質(zhì)粒插入進去。（b） Hfr菌株的部分基因順序。菌株的部分基因順序。大腸桿菌基因組很大（大腸桿菌基因組很大（全部全部轉(zhuǎn)移需要轉(zhuǎn)移需要100分鐘分鐘），其遺傳圖），其遺傳圖譜須用多株譜須用多株F因子整合在不因子整合在不同位置的同位置的Hfr菌才能完成菌才能完成基因定位：基因定位：通過遺傳重組通過遺傳重組等手段確定不同的基因在染等手段確定不同的基因在染色體上的位置及相對距離，色體上的位置及相對

17、距離，從而獲得遺傳圖譜。從而獲得遺傳圖譜。 連鎖的二基因間的距離與其共轉(zhuǎn)化，或共轉(zhuǎn)導(dǎo)的頻率成反比，連鎖的二基因間的距離與其共轉(zhuǎn)化，或共轉(zhuǎn)導(dǎo)的頻率成反比，因此，可根據(jù)二個基因被因此，可根據(jù)二個基因被共轉(zhuǎn)化或共轉(zhuǎn)導(dǎo)共轉(zhuǎn)化或共轉(zhuǎn)導(dǎo)的頻率判斷它們在染色的頻率判斷它們在染色體上的相對距離。體上的相對距離。 接合作用（中斷雜交）作圖只能判斷相距較遠的基因間的相對接合作用（中斷雜交）作圖只能判斷相距較遠的基因間的相對位置；轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化則可用于對相隔很近的基因進行定位；位置；轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化則可用于對相隔很近的基因進行定位；大腸桿菌遺傳圖譜目前對大腸桿菌的染色體已定位了1000多個基因F菌株菌株FF菌株菌株: : H

18、fr菌株內(nèi)的菌株內(nèi)的F因子因不正常切割而脫離染色體時，因子因不正常切割而脫離染色體時，形成游離的但攜帶一小段染色體基因的形成游離的但攜帶一小段染色體基因的F因子，特稱為因子，特稱為F因子。因子。 細胞表面同樣有性菌毛。細胞表面同樣有性菌毛。FF-與F+F-的不同：給體的部分染色體基因隨F一起轉(zhuǎn)入受體細胞細胞基因通過細胞基因通過F和和F-的接合而實現(xiàn)轉(zhuǎn)移的過程常稱為的接合而實現(xiàn)轉(zhuǎn)移的過程常稱為性導(dǎo)性導(dǎo)（sexduction）、F因子轉(zhuǎn)導(dǎo)因子轉(zhuǎn)導(dǎo)，或或F因子介導(dǎo)的轉(zhuǎn)導(dǎo)（因子介導(dǎo)的轉(zhuǎn)導(dǎo)（F-mediated transduction）。）。F所帶的基因可以所帶的基因可以與染色體發(fā)生重組；也可以繼續(xù)存

19、在于與染色體發(fā)生重組；也可以繼續(xù)存在于F因子上。 F質(zhì)粒的四種存在方式及相互關(guān)系 接合 (conjugation)：細胞與細胞的直接接觸（由F因子介導(dǎo)）轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)：由噬菌體介導(dǎo)自然遺傳轉(zhuǎn)化(natural genetic transformation)：游離DNA分子 + 感受態(tài)細胞“接合接合” “轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)” 及“自然轉(zhuǎn)化自然轉(zhuǎn)化”這三種在自然界中存在的細菌遺傳重組過程各自的特點：a）外源DNA的來源及進入途徑有差異；b）決定因素也各有不同.如何設(shè)計實驗對三種途徑進行區(qū)分？四、原生質(zhì)體融合四、原生質(zhì)體融合（protoplast fusion）1.定義：定義：通過人為的方法

20、，使遺傳性狀不同的兩個細胞的原生通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩個細胞的原生 質(zhì)體進行融合，以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組質(zhì)體進行融合，以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組 子的過程。子的過程。 融合子（融合子（fusant）意義：意義：打破了微生物的種界界限，可實現(xiàn)遠緣菌株的基因重組；打破了微生物的種界界限，可實現(xiàn)遠緣菌株的基因重組；可使遺傳物質(zhì)傳遞更為完整、獲得更多基因重組的機會；可使遺傳物質(zhì)傳遞更為完整、獲得更多基因重組的機會；可與其他育種方法相結(jié)合，如把常規(guī)誘變和原生質(zhì)體誘變所獲得可與其他育種方法相結(jié)合，如把常規(guī)誘變和原生質(zhì)體誘變所獲得的優(yōu)良性狀，組合到一個單株中。的優(yōu)良性狀，組合到一

21、個單株中。 兩親本菌株的選擇和遺傳標記的制作兩親本菌株的選擇和遺傳標記的制作（選擇不同的營養(yǎng)缺陷型，（選擇不同的營養(yǎng)缺陷型， （A: a+b-, B:a-b+） 對藥物抗性差異）對藥物抗性差異） 原生質(zhì)體的制備原生質(zhì)體的制備（高滲條件）（高滲條件） 原生質(zhì)體再生原生質(zhì)體再生 融合融合（PEG、離心沉淀、電脈沖等）離心沉淀、電脈沖等） （測定再生率）（測定再生率） 再生再生 融合子的檢出融合子的檢出（直接檢出法和間接檢出法）（直接檢出法和間接檢出法） 實用性菌株的篩選實用性菌株的篩選2. 操作過程：操作過程：五、五、微生物的基因組結(jié)構(gòu)微生物的基因組結(jié)構(gòu)1.1.基因組（基因組（genomegeno

22、me）：）： 指存在于細胞或病毒中的一整套遺傳信息。指存在于細胞或病毒中的一整套遺傳信息。（一個物種的單倍體的所有染色體及其所包含的遺傳信息的總稱）（一個物種的單倍體的所有染色體及其所包含的遺傳信息的總稱）原核生物，多為單倍體原核生物，多為單倍體（在一般情況下只有一條染色體）（在一般情況下只有一條染色體）真核微生物，通常為雙倍體（多條染色體，真核微生物，通常為雙倍體（多條染色體，啤酒酵母有啤酒酵母有1616條染條染色體。）色體。）2.微生物與人類基因組計劃微生物與人類基因組計劃人類基因組計劃 （Human Genome Project）1985年提出； 1990年正式開始實施； 2000年6月

23、，工作草圖完成后基因組時代 （ Postgenome Era ） 微生物基因組測序工作是在人類基因組計劃的促進下開始的，最開始是作為模式生物，后來不斷發(fā)展，已成為研究微生物學的最有力的手段。被選擇進行全基因組測序的微生物：（1）人類基因組計劃中的模式生物重要性）人類基因組計劃中的模式生物重要性a）技術(shù)上從低等入手，建立技術(shù)、積累經(jīng)驗。技術(shù)上從低等入手，建立技術(shù)、積累經(jīng)驗。 通過對基因組結(jié)構(gòu)相對簡單生物，特別是微生物基因組的測序，對大規(guī)模測序的策略及技術(shù)進行檢驗，積累經(jīng)驗；b）理論上利用基因組在進化上的連續(xù)性進行比較研究理論上利用基因組在進化上的連續(xù)性進行比較研究 通過對不同進化程度的基因組的分

24、析、比較揭示更多的基本生物學信息 ，通過研究較為簡單的基因組而解答復(fù)雜的人類基因組問題。被選擇進行全基因組測序的微生物：（2）與人類生活關(guān)系密切的微生物）與人類生活關(guān)系密切的微生物（1）人類基因組計劃中的模式生物重要性）人類基因組計劃中的模式生物重要性醫(yī)療健康: 重要的致病菌工業(yè)生產(chǎn): 工業(yè)生產(chǎn)菌農(nóng)業(yè)種植: 植物病原菌（3）對闡明生物學基本問題有價值的微生物）對闡明生物學基本問題有價值的微生物 一些古生菌：如Methanococcus jannaschii (詹氏甲烷球菌)等，它們是微生物世界多樣性的代表，它們的序列比較有助于找出其進化關(guān)系。3.微生物基因組結(jié)構(gòu)的特點微生物基因組結(jié)構(gòu)的特點3.

25、1 原核生物（細菌、古生菌）基因組原核生物（細菌、古生菌）基因組（1）染色體為）染色體為雙鏈環(huán)狀的雙鏈環(huán)狀的DNA分子（單倍體）；分子（單倍體）；鏈環(huán)狀的染色體在細胞中以緊密纏繞成的較致密的不規(guī)則小體形式存在于細胞中，該小體稱為擬核擬核(nucliod)，其上結(jié)合有類組蛋白蛋白質(zhì)和少量RNA分子，使其壓縮成一種手腳架形的致密結(jié)構(gòu)。例外：布氏疏螺旋體(Borrelia burgdorferi)的染色體是線狀的3.1 原核生物（細菌、古生菌）基因組原核生物（細菌、古生菌）基因組（1）染色體為）染色體為雙鏈環(huán)狀的雙鏈環(huán)狀的DNA分子（單倍體）；分子（單倍體）；（2）基因組上遺傳信息具有連續(xù)性；）基因

26、組上遺傳信息具有連續(xù)性；基因數(shù)基本接近由它的基因組大小所估計的基因數(shù)微生物基因組DNA絕大部分用來編碼蛋白質(zhì)、RNA；用作為復(fù)制起點、啟動子、終止子和一些由調(diào)節(jié)蛋白識別和結(jié)合的位點等信號序列。一般不含內(nèi)含子，遺傳信息是連續(xù)的而不是中斷的。真核生物基因組的一個重要特點就是含有內(nèi)含子個別細菌(鼠傷寒沙門氏菌和犬螺桿菌)和古生菌的rRNA和tRNA的基因中也發(fā)現(xiàn)有內(nèi)含子或間插序列3.1 原核生物（細菌、古生菌）的基因組原核生物（細菌、古生菌）的基因組（1）染色體為）染色體為雙鏈環(huán)狀的雙鏈環(huán)狀的DNA分子（單倍體）；分子（單倍體）；（2）基因組上遺傳信息具有連續(xù)性；）基因組上遺傳信息具有連續(xù)性；（3）功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成操縱子結(jié)構(gòu)；）功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成操縱子結(jié)構(gòu)；（4）結(jié)構(gòu)基因的單拷貝及）結(jié)構(gòu)基因的單拷貝及rRNA基因的多拷貝；基因的多拷貝；（5）基因組的重復(fù)序列少而短；）基因組的重復(fù)序列少而短；古生菌的基因組在結(jié)構(gòu)上類似于細菌。但是信息傳遞系統(tǒng)(復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯)則與細菌不同而類似于真核生物。操縱子（操縱子（operonoper