大肠杆菌基因型及遗传符号说明系列一DXY
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' [traD3
6、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）
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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。endA基因的变异将使插入的外源DNA更加稳定，提取的质粒纯度更高。
5、停止密码子相关的基因型
supE （Suppressor）
功能：supE基因表达的阻遏蛋白与停止密码子UAG结合，使蛋白质合成停止。supE基因发生变异时，不能表达正常的阻遏蛋白，即使遇到停止密码子UAG,蛋白质合成仍能继续，并使UAG作为一个密
码子来编码谷氨酰胺（Glutamine），从而使发生了琥珀突变（AAG→UAG）的基因对蛋白质表达得以延续，因此称supE为琥珀突变抑制因子。
supF （Suppressor）
功能：supF基因表达的阻遏蛋白与停止密码子UAG结合，使蛋白质合成停止。supF基因变异时，不能表达正常的阻遏蛋白，即使遇到停止密码子UAG,蛋白质合成仍能继续，并使UAG作为一个密码子编码酪氨酸（Tyrosine）。
大肠杆菌基因型及遗传符号说明系列一DXY
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' [traD3 6、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）
分子遗传学名词解释
2014分子遗传学复习 一、名词解释 1、结构基因（Structural gene）：可被转录形成mRNA，并进而翻译成多肽链，构成各种结构蛋白质，催化各种生化反应的酶和激素等。 2、调节基因（Regulatory gene）：指某些可调节控制结构基因表达的基因，合成阻遏蛋白和转录激活因子。其突变可影响一个或多个结构基因的功能，或导致一个或多个蛋白质（或酶）量的改变。 3、基因组(genome)：基因组（应该）是整套染色体所包含的DNA分子以及DNA 分子所携带的全部遗传指令。或单倍体细胞核、细胞器或病毒粒子所含的全部DNA或RNA。 4、C值悖理(C-v a l u e p a r a d o x)：生物基因组的大小同生物在进化上所处的地位及复杂性之间无严格的对应关系，这种现象称为C值悖理(C——value paradox)。 N值悖理（N-v a l u e p a r a d o x）：物种的基因数目与生物进化程度或生物复杂性的不对应性，这被称之为N（number of genes）值悖理(N value paradox)或G（number of genes）值悖理。 5、基因家族(gene family)：由同一个祖先基因经过重复(duplication)与变异进化而形成结构与功能相似的一组基因，组成了一个基因家族。 6、孤独基因（orphon）：成簇的多基因家族的偶尔分散的成员称为孤独基因（orphon) 。 7、假基因(pseudogene): 多基因家族经常包含结构保守的基因，它们是通过积累突变产生，来满足不同的功能需要。在一些例子中，突变使基因功能完全丧失，这样的无功能的基因拷贝称为假基因，经常用希腊字母表示 8、①卫星DNA（Satellite DNA）：是高等真核生物基因组重复程度最高的成分，由非常短的串联多次重复DNA序列组成。 ②小卫星DNA(Minisatellite DNA) ：一般位于端粒处，由几百个核苷酸对的单元重复组成。 ③微卫星DNA (Microsatellite DNA)：由2－20个左右的核苷酸对的单元重复成百上千次组成。 ④隐蔽卫星DNA(cryptic satellite DNA)：用密度梯度离心分不出一条卫星带，但仍然存在于DNA主带中的高度重复序列 9、DNA指纹(DNA fingerprints)：小卫星DNA是高度多态性的，不同个体，各自不同。但其中有一段序列则在所有个体中都一样，称为“核心序列”，如果把核心序列串联起来作为探针，与不同个体的DNA进行分子杂交，就会呈现出各自特有的杂交图谱，它们和人的手纹一样，具有专一性和特征性，因个体而异，因而称为“DNA指纹”。 10、超基因(super gene) ：是指真核生物基因组中紧密连锁的若干个基因座，它们作用于同一性状或一系列相关性状。 超基因家族（supergene family）：是DNA序列相似，但功能不一定相关的若干个单拷贝基因或若干组基因家族的总称。 11、单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)：主要是指基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA顺序多态性。它是人类可遗传变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90％以上。 12、遗传标记（Genetic marker）：可示踪染色体、染色体片段、基因等传递轨