大肠杆菌基因型及遗传符号说明系列一DXY
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大肠杆菌的genotype说明,看懂大肠杆菌菌株的genotype 总结了一些关于大肠杆菌基因型的资料,和大家分享一下。
大肠杆菌基因型说明hsdR 有利于非甲基化DNA(如PCR扩增产物)的有效转化。
mcrA 有利于甲基化DNA(如基因组)的有效转化。
acZΔM15 用于蓝白斑筛选。
endA1 无Endonuclease I 酶活性,有利于质粒的纯化。
recA1 减少克隆DNA的非特异性重组。
DE3 编码T7 RNA聚合酶,用于诱导T7-启动的表达系统的表达。
DeoR 可以高效吸收大片段DNA,有利于文库的构建。
Tn10 含有四环素抗性的转座子。
OmpT 表明大肠杆菌缺乏外膜蛋白酶。
缺乏外膜蛋白酶的菌株可以降低表达的外源蛋白在细菌中被降解的程度,有利于获得完整的重组蛋白。
PLys 含编码T7溶菌酶的质粒;通过抑制T7 RNA聚合酶基础表达水平来降低T7启动的表达体系的基础表达水平。
ArgF 由于突变细菌不能利用arginine。
F’一个低拷贝可移动的质粒,当被M13噬菌体侵染时,可产生单链DNA。
LacI 编码lac抑制子,用于蓝白斑筛选时需加入IPTG,才可启动表达β-gal。
dam/dcm 消除了内源腺苷和鸟苷的甲基化。
在此种细菌中繁殖的DNA不被甲基化F-,F 因子缺失φ80dlacZΔM15,lacZDM15(Lactose)Map position:8 min 功能:lacZM15是表达β-半乳糖苷酶α片断的一段基因,当M15缺失(△M15)时,lacZ基因虽然能表达ω片断,但不能表达α片断,β- 半乳糖苷酶没有活性。
当带有lacZ(α片断)基因的lac操纵子通过载体DNA(如pUC19 DNA)转化到lacZ△M15基因型的细胞(如E.coli JM109)时,在有IPTG (异丙基-β-D-1-硫代半乳糖苷) 存在的情况下, β-半乳糖苷酶表现出活性,它能分解X-gal (半乳糖类似物),使其呈现蓝色。
大肠杆菌基因型及遗传符号说明前言:实验室的一般大肠杆菌拥有4288条基因,每条基因的长度约为950bp,基因间的平均间隔为118bp(基因Ⅷ)。
E.coli基因组中还包含有许多插入序列,如λ-噬菌体片段和一些其他特殊组份的片段,这些插入的片段都是由基因的水平转移和基因重组而形成的,由此表明了基因组具有它的可塑造性。
利用大肠杆菌基因组的这种特性对其进行改造,使其中的某些基因发生突变或缺失,从而给大肠杆菌带来可以观察到的变化,这种能观察到的特征叫做大肠杆菌的表现型(Phenotype),把引起这种变化的基因构成叫做大肠杆菌的基因型(Genotype)。
具有不同基因型的菌株表现出不同的特性。
分子克隆中常用的大肠杆菌及其遗传标记按Demerec等1966年提出的命名原则,采用的菌株所有的基因都假定处于野生型状态,除非在基因型上另外注明。
大肠杆菌基因型的表示方法(Demerec, et, al. 1966):一、一般规则:1、根据基因产物或其作用产物的英文名称的第一个字母缩写成3个小写斜体字母来表示。
例如:DNA Adenine Methylase→dam。
2、不同的基因座,其中任何一个突变所产生的表型变化可能相同,其表示方法是在3个小写斜体字母后加上一个斜体大写字母来表示区别。
例如:Recombination→recA、recB、recC。
3、突变位点应通过在突变基因符号后加不同数字表示。
如supE44(sup基因座E的44位突变)。
如果不知道几个等位基因中哪一/几个发生了功能性突变,则用连字符“-”代替大写字母,如trp-31。
4、细菌的基因型中应该包含关于其携带的质粒或附加体的的信息。
这些符号包括菌株携带的质粒或附加体、质粒或附加体上的突变基因座和突变位点。
其基因符号应与基因座的表示符号明显区别,符号的第一个字母大写、不斜体并位于括号内;质粒或附加体上的突变基因座和突变位点的基因符号的表示方法与染色体上突变基因座、突变位点的符号相同。
大肠杆菌1、大肠杆菌是细菌,属于原核生物;具有由肽聚糖组成的细胞壁,只含有核糖体简单的细胞器,没有细胞核有拟核;细胞质中的质粒常用作基因工程中的运载体。
4致病性质1、定居因子(Colonizationfactor,CF):也称粘附素(Adhesin),即大肠杆菌的菌毛。
致病大肠杆菌须先粘附于宿主肠壁,以免被肠蠕动和肠分泌液清除。
使人类致泻的定居因子为CFAⅠ、CTAⅡ(ColonizationfactorantigenⅠ、Ⅱ),定居因子具有较强的免疫原性,能刺2、黏附素能使细菌紧密黏着在泌尿道和肠道的细胞上,避免因排尿时尿液的冲刷和肠道的蠕动作用而被排除。
大肠杆菌黏附素的特点是具有高特异性。
包括:定植因子抗原〡,大肠杆菌〢,〣;集聚黏附菌毛〡和〣;束形成菌毛;紧密黏附素;P菌毛;侵袭质粒抗原蛋白和Dr菌毛等。
肠产毒性大肠杆菌的有些菌株只产生一种肠毒素,即LT或ST;有些则两种均可可产生。
有些致病大肠杆菌还可产生vero毒素。
5、其他:胞壁脂多糖的类脂A具有毒性,O特异多糖有抵抗宿主防御屏障的作用。
大肠杆菌的K抗原有吞噬作用。
病原体大肠杆菌O157:H7是大肠杆菌的其中一个类型,该种病菌常见于牛只等温血动物的肠内。
这一型的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素,并可能导致肠管出现严重症状,如带血腹泻。
大肠杆菌血清学分型基础(即其抗原)大肠埃希菌主要有三种抗原:O抗原,为细胞壁脂多糖最外层的特异性多糖,由重复的多糖单位所组成。
该抗原刺激机体主要产生IgM 类抗体(出现早,消失快)。
K抗原,位于O抗原外层,为多糖,与细菌的侵袭力有关。
K 抗原分为A,B,L三型。
H抗原,位于鞭毛上,加热和用酒精处理,可使H抗原变性或丧失。
H抗原主要刺激机体产生IgG类抗体,与其他肠道菌基本无交叉反应。
表示大肠杆菌血清型的方式是按O:K:H排列,例如:O111:K58(B4):H25危害程度认知:大肠杆菌是原核生物,构造相对简单,遗传背景清晰,培养操作容易,因此也常常被作为基因工程的对象加以利用:研究者常常将外源基因导入质粒,将质粒整合入大肠杆菌基因,这样,大肠杆菌就能够表达基因重组后的蛋白(例如胰岛素,某些疫苗等)了。
大肠杆菌分子遗传学及其在微生物代谢中的应用大肠杆菌,缩写为E.coli,是一种广泛存在于自然界中的细菌,它生长繁殖速度快,并且易于培养和操作。
因此,E.coli 已经成为了微生物学和分子遗传学中最常用的研究对象之一。
一、大肠杆菌分子遗传学1. 大肠杆菌基因组大肠杆菌具有一个长度为460万个碱基对的双链DNA基因组,其中包含有4200多个基因,基因密度为每10KB含有1个基因。
这个基因组分为一个圆形的染色体和许多不同的质粒,其中一些质粒可以用于克隆表达和其他的实验室用途。
2. 大肠杆菌基因调控大肠杆菌中的基因表达是高度调控的。
许多转录因子,包括RNA聚合酶和其他的激活因子,可以通过多种不同的方式影响基因表达。
例如,一个重要的调控机制是Rho因子的终止作用,这会影响RNA的合成和核糖体的结合。
另外,许多转录因子也会结合到DNA的特定区域上,影响基因表达。
3. E.coli基因编辑技术近年来,人工合成DNA技术的迅速发展,使得科学家们可以人工合成全新的基因组,并且利用基因编辑技术实现对大肠杆菌基因组的定点操作。
基因编辑可以通过CRISPR-Cas9系统、ZFNs或者TALENs等方法来实现对特定的基因进行剪接、替换等操作,这为微生物学和生物技术领域的其他应用提供了巨大潜力。
二、大肠杆菌在微生物代谢中的应用1. 生产重要化合物大肠杆菌能够产生许多重要的化合物,包括植酸和乳酸等。
此外,大肠杆菌也可以被用于生产天然合成的内源物质,如虾青素和其他有机物质。
2. 乳糖代谢和呼吸酸代谢大肠杆菌可以通过乳糖代谢来维持它的生命活动。
这是通过产生乳糖酶来实现的,它使得E.coli能够将乳糖转化为葡萄糖。
此外,在氧化剂存在时,大肠杆菌也可以利用呼吸酸代谢来产生ATP能量,而在氧气不足时则利用发酵反应来产生能量。
3. 蛋白质表达大肠杆菌可以被用于大量生产重组蛋白质。
这是通过利用基因编辑和其他的操作来改变E.coli的基因组,使其可以表达人类或其他生物的特定蛋白质。
大肠杆菌的基因型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述大肠杆菌是一种常见的革兰氏阴性杆菌,属于肠道菌群中的重要成员。
它在自然界和人体内广泛存在,并且具有广泛的基因型多样性。
这使得大肠杆菌成为了微生物遗传学和进化生物学领域的研究模型。
在大肠杆菌中,基因型是指该菌株拥有的基因组合和基因的分布情况。
大肠杆菌的基因型可以通过不同的方法进行分类和鉴定。
目前主要的分类方法包括单核苷酸多态性分析、基因片段分析和全基因组测序等。
通过这些方法,我们可以更全面地了解大肠杆菌的基因型组成和种群结构。
大肠杆菌的基因型在其功能和特点方面具有重要意义。
大肠杆菌是一种典型的益生菌,它在人体内具有多种有益作用,包括帮助消化吸收、维持肠道稳定性和参与免疫调节等。
不同基因型的大肠杆菌可能具有不同的功能特点,比如某些基因型可能携带耐药基因或致病因子,导致感染和疾病的发生。
因此,对大肠杆菌基因型的研究有助于我们深入了解其功能机制和生态适应能力。
总之,大肠杆菌作为一种常见的菌株,其基因型具有多样性和重要性。
通过研究大肠杆菌的基因型,我们可以深入探索其功能特点和生态适应能力,进一步促进微生物遗传学和进化生物学的研究。
未来,我们可以通过结合多样的研究方法和技术,进一步挖掘和解析大肠杆菌基因型的奥秘,并探索其在人体健康和疾病中的作用。
文章结构是指文章部分之间的逻辑关系和组织,它有助于读者理解文章的内容和思路。
本文的结构如下:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 大肠杆菌的基因型分类2.2 大肠杆菌基因型的功能和特点3. 结论3.1 大肠杆菌基因型的重要性3.2 未来研究的方向文章结构部分是为了描述本文的组织结构,它有助于读者了解文章的内容安排和逻辑关系。
在本文中,我们首先介绍引言部分,包括概述、文章结构和目的。
在概述中,我们简要介绍了大肠杆菌的基因型。
在文章结构中,我们明确了本文的结构和章节安排,帮助读者理解文章的整体框架。
大肠杆菌的基因组名词解释大肠杆菌是一种常见的细菌,属于革兰氏阴性杆菌。
它是一种非常重要的微生物,常存在于人体和其他生物的肠道中。
大肠杆菌的基因组,也被称为基因组学,是研究大肠杆菌背后的遗传信息和遗传特征的科学。
基因组是指一个生物体的全部遗传信息的集合,它包含了所有的基因,这些基因决定了生物体的性状、功能和特征。
基因是遗传信息的基本单位,它们携带着生物体的遗传信息,编码着构建和维持生物体的各种蛋白质和其他分子。
大肠杆菌的基因组非常庞大,一般包含大约4.6至4.9百万个碱基对,组成了大约4000至5000个基因。
大肠杆菌的基因是由DNA分子编码的,DNA分子由四种碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)组成,通过不同的排列组合形成了遗传信息的代码。
大肠杆菌的基因组有助于了解和研究细菌的遗传特性和代谢途径。
通过对基因组的解读和分析,科学家们能够揭示大肠杆菌的生长和繁殖方式,及其对环境的适应能力。
同时,基因组研究也有助于寻找和发展新的抗生素、疫苗和其他药物,以应对大肠杆菌引发的感染和疾病。
基因组学在大肠杆菌研究中扮演着至关重要的角色。
通过使用先进的生物信息学技术,研究人员可以对大肠杆菌的基因组进行测序和分析。
这项技术可以揭示基因组的组成、结构和功能,并帮助研究人员理解大肠杆菌基因的表达方式和调控机制。
在大肠杆菌基因组的研究中,常用的技术包括PCR、测序、DNA微阵列和高通量测序等。
这些技术的应用使得研究人员能够更全面、准确地了解大肠杆菌的遗传信息和基因表达的变化。
此外,基因组学的发展还催生了许多相关的研究领域,如转录组学、蛋白质组学和代谢组学等,这些领域的研究可以进一步加深对大肠杆菌及其基因组的理解。
大肠杆菌的基因组研究也有助于人体健康领域的发展。
尽管大肠杆菌在正常情况下对人体有益,但某些菌株可能引发感染和疾病,如泌尿道感染、食物中毒和胃肠道炎症等。
对大肠杆菌基因组的深入研究能够揭示其致病机制和耐药性,并为开发相应的治疗方法提供重要线索。
大肠杆菌基因型及遗传符号说明系列一点击次数:982 作者:佚名发表于:2009-09-27 00:00转载请注明来自丁香园来源:丁香园实验室的一般大肠杆菌拥有4288条基因,每条基因的长度约为950bp,基因间的平均间隔为118bp (基因Ⅷ)。
E.coli基因组中还包含有许多插入序列,如λ-噬菌体片段和一些其他特殊组份的片段,这些插入的片段都是由基因的水平转移和基因重组而形成的,由此表明了基因组具有它的可塑造性。
利用大肠杆菌基因组的这种特性对其进行改造,使其中的某些基因发生突变或缺失,从而给大肠杆菌带来可以观察到的变化,这种能观察到的特征叫做大肠杆菌的表现型(Phenotype),把引起这种变化的基因构成叫做大肠杆菌的基因型(Genotype)。
具有不同基因型的菌株表现出不同的特性。
分子克隆中常用的大肠杆菌及其遗传标记按Demerec等1966年提出的命名原则,采用的菌株所有的基因都假定处于野生型状态,除非在基因型上另外注明。
大肠杆菌基因型的表示方法(Demerec, et, al. 1966):一、一般规则:1、根据基因产物或其作用产物的英文名称的第一个字母缩写成3个小写斜体字母来表示。
例如:D NA Adenine Methylase→dam。
2、不同的基因座,其中任何一个突变所产生的表型变化可能相同,其表示方法是在3个小写斜体字母后加上一个斜体大写字母来表示区别。
例如:Recombination→recA、recB、recC。
3、突变位点应通过在突变基因符号后加不同数字表示。
如supE44(sup基因座E的44位突变)。
如果不知道几个等位基因中哪一/几个发生了功能性突变,则用连字符“ -”代替大写字母,如trp-31。
4、细菌的基因型中应该包含关于其携带的质粒或附加体的的信息。
这些符号包括菌株携带的质粒或附加体、质粒或附加体上的突变基因座和突变位点。
其基因符号应与基因座的表示符号明显区别,符号的第一个字母大写、不斜体并位于括号内;质粒或附加体上的突变基因座和突变位点的基因符号的表示方法与染色体上突变基因座、突变位点的符号相同。
5、对于携带附加体的菌株的完整基因型描述应包括附加体的状态(游离或整合)。
以F因子为例,F-:F因子缺失;F+:自主性F因子,不携带任何遗传可识别染色体片段;F':携带有遗传可识别细菌染色体片段的自主性F因子;Hfr:整合到染色体上的F因子(high frequency of recombination)。
当这些质粒或噬菌体片段变异或缺失时,用()“或”/“等以区别。
例如:/F' [traD36、proAB、lac I q、lacZ. M 15]6、某个基因或某个领域缺失时,在其基因型前面加上“ ”表示。
例如:lac-proAB基因缺失时它的基因型表示为(lac-proAB)。
7、由于某种基因的变异导致大肠杆菌可以明显观察到特征变化,有时也用其表现型代替基因型进行表示。
例如:某些抗药性的获得或丧失,用如下方式表示:Streptomycin抗性→Str +或Str r,Ampicilli n敏感性→ Amp-。
(第一个字母要大写,“+”或“r”表示有抗性,“-”表示无抗性或敏感)。
8、根据某些特异性蛋白的变异及其导致的结果变化进行表示。
例如:TH2菌株上有一种基因型表示如下:hsdS20 (rB-、mB-),其中S20代表特异性识别蛋白发生变异,()中的rB-、mB-表示由于S20的变异而导致B株来源的hsdR和hsdM的功能缺失。
9、蛋白质的名称与对应的基因或等位基因相同,但不用斜体,且首字母大写,如,UvrA、UvrB。
二、基因符号和意义(见表1)三、主要的基因型说明1、基因重组相关的基因型recA (Recombination)功能:recA基因表达ATP依赖型DNA重组酶,它在λ-噬菌体与基因组DNA的溶原重组时起作用,同时具有对DNA放射性损伤的修复功能。
由recA基因的变异所产生的基因型使同源或异源DNA的重组不能进行,保持插入DNA的稳定性,对DNA的转化有利。
一个菌株的基因型如果是recA,则说明此菌株的表现型是重组缺陷的。
recB (Recombination)功能:recB基因表达ATP依赖型DNase和核酸外切酶V的一个亚基,对recA的DNA重组酶起辅助和促进作用。
DNase催化双链DNA的解旋和解链,核酸外切酶V催化单链DNA的裂解,在DNA的重组和损伤修复中发挥重要作用。
recB基因的变异导致其DNA重组和修复功能丧失,保证了外源DNA的稳定,有利于DNA转化。
recC (Recombination)功能:recC基因表达四种酶,即核酸外切酶V,ATP依赖型的核酸内切酶,解旋酶及ATP酶,它们和recA, recB所表达的酶相互协调作用,在DNA的重组及放射性损伤的修复中发挥作用。
recC基因的变异导致DNA重组功能缺失,保证外源DNA的稳定性。
2、甲基化相关的基因型dam (DNA adenine methylase)功能:dam基因表达DNA腺嘌呤甲基化酶,它能催化特异序列GATC中A的甲基化,保证DNA免受限制性核酸内切酶Mbo I的切断,同时在DNA复制时也起一定的辅助作用。
dam基因的变异导致腺嘌呤(A)甲基化酶活性的缺失,使腺嘌呤(A)不被甲基化,易于获得非甲基化质粒。
dcm (DNA cytosine methylase)功能:dcm基因表达DNA胞嘧啶甲基化酶,它能特异性识别DNA双链上的CCWGG序列,并使第二个C甲基化,即CmCWGG,避免DNA受到相关限制酶的切断。
dcm基因的导致胞嘧啶甲基化酶活性缺失,使外源DNA上的C不被甲基化,易于获得非甲基化质粒。
mcrA (Modified cytosine restriction protein a)功能:mcrA基因表达大肠杆菌防御体系中起重要作用的mcrA酶,这种酶能特异性地作用于外来D NA上的被甲基化的胞嘧啶序列,即C5mCGG特异序列,使之分解,对大肠杆菌本身起保护作用。
mcrA 基因的变异,导致上述功能缺失,对外来DNA中被甲基化的胞嘧啶特异序(C5mCGG)失去作用,有利于限制酶及甲基化酶的克隆体的稳定。
mcrB, C (Methyl cytosine-specific restriction)功能:mcrB, C基因表达两种特异性蛋白,即mcrB蛋白和mcrC蛋白,它们在大肠杆菌的防御系统中起重要作用。
一般情况下,只有这两种蛋白同时存在时才表现出活性,mcrC具有识别和调节功能,它能特异性的结合到外源DNA上被甲基化的胞嘧啶(C)的特异序列G5mC上,然后由mcrB蛋白切断(mcrB蛋白是特异性切断外来DNA中G5mC序列的限制性核酸内切酶),防御外来DNA的侵入。
mc rB, C基因的变异,使上述的对外来DNA的防御作用缺失,对质粒的转化有利。
mrr (Methylation requiring restriction)功能:mrr基因是大肠杆菌细胞防御系统中重要的基因之一,它能严格限制被甲基化的外源DNA的介入。
另外,它对限制酶AccⅠ,CviR Ⅰ,Hinf IⅠ(Hha Ⅱ),Nla Ⅱ,Pst Ⅰ以及N6-腺嘌呤甲基化酶和C5-胞嘧啶甲基化酶活性有明显的抑制作用。
mrr欠损株(基因型)可用于含有N6-mA和C5-mC的DNA的转化。
另外,含有此基因型的菌株也可用于限制酶和甲基化酶的克隆体。
hsdM (Host specificitive defective)Map position: 99 min功能:hsdM基因所表达的DNA甲基化酶是I型限制酶复合体(具有对DNA切断和修补的双重功能)的一部分,它能使DNA双链上的AA (双腺嘌呤)甲基化,保护宿主DNA不被分解。
hsdM的变异使细胞内的DNA不被甲基化,易于获得非甲基化质粒。
3、点突变相关的基因型mutS (Mutator)功能:mutS基因表达的蛋白具有识别DNA上错配序列的功能,并能修复其错配序列(GC→AT),防止基因突变。
mutS基因的变异导致DNA的错配序列不能得到修复,容易发生基因突变,这对于利用点突变进行基因改造是有利的。
mutT(Mutator)功能:野生大肠杆菌在进行DNA复制时,细胞中的8-OXO-dGTP插入模板DNA中的DA位点的效率几乎与插入DC位点的效率相同,导致A-T转换成G-C,使DNA产生变异。
而mutT蛋白就是特异性地降解8-OXO-dGTP成为单磷酸盐(8-OXO-dGMP),这种单磷酸盐状态的G(鸟嘌呤)不能作为底物进行DNA合成,从而防止了上述的基因突变。
mutT基因的变异使细胞中8-OXO-dGTP浓度增高,A→C 的突变几率增大,有利于利用点突变进行基因改造。
dut (dUTPase)功能:dut基因表达脱氧尿嘧啶三磷酸核苷酸水解酶(dUTPase),它能水解dUTP成为dUMP,使细胞体内dUTP的浓度维持在较低的水平,尿嘧啶(U)就不易掺入到DNA中,避免了基因发生A→U的突变。
dut基因发生突变使dUTPase活性缺失,导致dUTP浓度升高,碱基U(尿嘧啶)极易掺入到DN A中,使其发生A→U的基因突变,有利于利用点突变进行基因改造。
ung (Uracil DNA glycosylase)功能:ung基因表达尿嘧啶-N-糖苷酶,这种酶能特异性识别DNA单链或双链上发生突变的尿嘧啶残基,并从DNA上水解去除尿嘧啶残基,防止DNA发生突变。
ung基因的变异导致上述功能缺失,有利用点突变。
uvrB (Ultraviolet)功能:uvrB基因表达核酸外切酶中的b亚基,这种核酸外切酶具有DNA的切补功能,对紫外线损伤的DNA有修补作用。
uvrB基因的变异使细胞中核酸外切酶切除变异碱基的活性缺失,有利于点突变。
4、核酸内切酶相关的基因型hsdR (Host specificity defective)功能:hsdR基因表达I型限制酶EcoK (K12株)或EcoB (B株),在大肠杆菌细胞中起到一种”抗体“的作用,对外来的各种DNA有严格的限制。
HsdR基因的变异导致菌株细胞内的I型限制酶Ec oK或EcoB活性缺失,这对于外来基因的导入及质粒转化是有利的。
hsdS (Host specificitive defective)功能:hsdS所表达的特异性蛋白是I型限制酶EcoK或EcoB复合体中的一部分,它专门负责hsd R酶和hsdM酶对DNA序列的特异识别。
hsdS基因的变异使hsdR和hsdM不能正确识别其作用的特异DNA序列,可以保持插入DNA的稳定性。
endA (Endonuclease)功能:endA基因表达非特异性核酸内切酶Ⅰ,它能使所有DNA双链解开,在DNA的复制和重组中起重要作用。