遺傳圖的制作和基因定位(B)“戰(zhàn)士基因”的真相“戰(zhàn)士基因”的真相“戰(zhàn)士基因”的來源：20年前，一群荷蘭女性試圖找到導(dǎo)致她們家族中的男性反社會行為的原因。這些男人和男孩除了患有學(xué)習(xí)障礙，還非常具有攻擊性，最終犯下嚴(yán)重罪行，有人變成縱火犯，有人企圖強奸甚至謀殺。由于懷疑這些行為具有遺傳性，這群女人找到了遺傳學(xué)家漢斯·布魯納。最終，在1993年，布魯納找到了罪魁禍?zhǔn)祝阂粋€基因的變異。該基因位于X染色體上，代號MAOA。后來這個基因被命名為“戰(zhàn)士基因”?！皯?zhàn)士基因”的功能

所謂的“戰(zhàn)士基因”只是一個分子垃圾收集器。這個基因?qū)?yīng)的蛋白在腦部信號分子失去功能后負(fù)責(zé)將其分解，其中包括血液復(fù)合胺、去甲腎上腺素和多巴胺。如果它無法正常工作，這些失效神經(jīng)傳遞素的堆積將造成反常情緒和行為。MAOA有幾種變異，主要根據(jù)它們的活躍程度區(qū)分。由于它是在X染色體上找到的，女性可能有兩種不同形式，而男性只有一種。布魯納研究的那群具有攻擊性的荷蘭男子擁有一種罕見的完全不活躍的MAOA.這種所謂的惰性MAOA（或稱MAOA-L）產(chǎn)生的蛋白質(zhì)較少。另一種常見變異叫MAOA-H，則更加活躍。

“戰(zhàn)士基因”需要為我們的行為負(fù)責(zé)嗎？“戰(zhàn)士基因”帶給我們的四個教訓(xùn)：1、

“戰(zhàn)士基因”這個朗朗上口的名字必然產(chǎn)生誤導(dǎo)：因為MAOA-L其實相當(dāng)普遍：1/3的白人都有這個基因，但他們大多數(shù)和犯罪團(tuán)伙沒有關(guān)系。此外，攻擊性并非唯一和MAOA有關(guān)的行為，其他多種特征性行為包括抑郁、焦慮、注意力缺失、多動癥、厭食、精神分裂、神經(jīng)質(zhì)、賭博成癮、吸煙、酗酒等等。戰(zhàn)士基因需要為我們的行為負(fù)責(zé)嗎？2、遺傳和教育密不可分：MAOA-L本身并非侵略基因。MAOA-L導(dǎo)致的攻擊性大多數(shù)是對某種環(huán)境的反應(yīng)。部分有這種基因的人成年后比其他人更容易產(chǎn)生反社會和暴力行為，但前提是，他們先要遭到不公正對待，或者童年時被虐待。因此專家認(rèn)為，所謂的“戰(zhàn)士基因”在早期會影響兒童對壓力和創(chuàng)傷的敏感度。童年時代的創(chuàng)傷“啟動”惡劣行為，但如果在充滿關(guān)愛的環(huán)境下，它的影響就會被消除。戰(zhàn)士基因需要為我們的行為負(fù)責(zé)嗎？3、避免加深偏見：MAOA被稱為“戰(zhàn)士基因”后，遲早可能被和某個種族偏見聯(lián)系起來。新西蘭一個科學(xué)家對46名毛利男子進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)其中56%的人攜帶MAOA-L基因，幾乎是白人的兩倍。因此得出結(jié)論說，最近的自然選擇導(dǎo)致了MAOA的差異，MAOA可能在毛利人占領(lǐng)密克羅尼西亞群島這個充滿戰(zhàn)爭的時期賦予了他們優(yōu)勢。但是后來據(jù)專家研究，許多其他族群的人中MAOA

-L攜帶比例和上述研究的毛利人相似。但如果就此推斷所有非洲、太平洋島國、亞洲的男子都比白人男子更具有攻擊性，實在荒謬。戰(zhàn)士基因需要為我們的行為負(fù)責(zé)嗎？4、基因并不主宰行為：“我的基因讓我犯罪”這一理由，目前還不能被法官所廣泛接受。案例：1991年，美國人斯蒂芬·莫布里搶劫了佐治亞州的一個達(dá)美樂比薩餅店，并且開槍將餐廳經(jīng)理打死。案發(fā)后，他不僅吹噓自己的殘忍，還把“達(dá)美樂”的標(biāo)志文在后背上作為“紀(jì)念”。莫布里一案在美國影響至深。在法庭上，辯護(hù)律師試圖提出證據(jù)證明，莫布里的暴力行為是由MAO-A基因的變異造成的。當(dāng)時，荷蘭遺傳學(xué)家漢斯·布魯納正在致力于武士基因的研究。布魯納的研究為犯罪的遺傳學(xué)基礎(chǔ)提供了有力的依據(jù)。但由于當(dāng)時這項研究還處于初級階段，莫布里案的主審法官拒絕將有關(guān)犯罪基因的證據(jù)應(yīng)用在法庭上，莫布里最終在2005年被執(zhí)行死刑。基因組學(xué)研究剛剛起步揭開基因和行為之間的復(fù)雜關(guān)系是生物學(xué)上最困難的任務(wù)之一。10年前人類基因圖譜的公布，讓大家意識到掌握物種的基因藍(lán)圖并不等于從此就能清晰地認(rèn)識我們的本質(zhì)。唯一可以肯定的是，人類的基因數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于之前的估計，了解這些基因如何造就了不同的個體將是一項龐大的工程。Outline1、真核生物基因定位的基本方法和遺傳圖的制作。2、脈孢霉四分子及其遺傳學(xué)分析。2.1四分子分析與著絲粒作用。2.2二對基因的四分子分析。3、體細(xì)胞交換與基因定位：4、人類基因定位的基本方法4.1家系分析法。4.2體細(xì)胞雜交定位。4.3核酸雜交技術(shù)。5、細(xì)菌的遺傳分析與基因定位。5.1細(xì)菌的轉(zhuǎn)化與基因定位。5.2細(xì)菌的接合與基因定位。5.3細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)與作圖。6、噬菌體的重組作圖。6.1用于噬菌體作圖的常用表型特征。6.2噬菌體的遺傳重組與作圖。6.3噬菌體的遺傳圖為環(huán)形但DNA卻是線狀的。6.4T4噬菌體的遺傳學(xué)圖。5細(xì)菌的遺傳分析和基因定位細(xì)菌屬于原核生物（prokaryotes），沒有明顯的細(xì)胞核，不進(jìn)行減數(shù)分裂，其基因的傳遞方式是非減數(shù)分裂的。細(xì)菌的染色體是裸露的，它比較容易接受帶有相同或不相同物種的基因或DNA片斷的插入。細(xì)菌之間遺傳物質(zhì)的傳遞主要有以下三種方式：轉(zhuǎn)化、結(jié)合和轉(zhuǎn)導(dǎo)。轉(zhuǎn)化（transformation）是指通過外源DNA進(jìn)行的遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)化可分為自然轉(zhuǎn)化（naturaltransformation）（即細(xì)菌能自然地吸收DNA及遺傳轉(zhuǎn)化）和工程轉(zhuǎn)化（engineeredtransformation）(即通過遺傳改變使細(xì)菌能吸收DNA及進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化)。結(jié)合（conjugation）是指由供體菌（donor）和受體菌（recipient）之間的直接接觸而導(dǎo)致的遺傳物質(zhì)的單向轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）是指由噬菌體所介導(dǎo)的DNA從供體菌到受體菌的轉(zhuǎn)移。細(xì)菌的轉(zhuǎn)化與基因定位科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，通過一些化學(xué)試劑（CaCl2）或物理因子的處理（電擊）可增加細(xì)胞膜對外源DNA的滲透性，目前在基因工程中就是利用這種原理來轉(zhuǎn)化E.coli的。不管是自然轉(zhuǎn)化還是工程轉(zhuǎn)化，一次實驗中只可能有一小部分細(xì)胞（約1%）能夠真正吸收外源DNA。轉(zhuǎn)化時供體細(xì)菌DNA斷裂成平均長度約為20000個核苷酸對的小片段，當(dāng)外源DNA一旦被不同遺傳型組成的受體菌所吸收，外源DNA片段可以和染色體形成部分二倍體，也可能與受體菌染色體之間發(fā)生重組，從而使受體細(xì)胞發(fā)生穩(wěn)定性的遺傳轉(zhuǎn)化。利用轉(zhuǎn)化技術(shù)判斷兩個基因是否連鎖

方法1觀察當(dāng)DNA濃度降低時轉(zhuǎn)化頻率的改變：如果當(dāng)DNA濃度下降時，AB共轉(zhuǎn)化（cotransformation）頻率的下降和A或B轉(zhuǎn)化頻率下降程度相同，則說明A和B是連鎖的；如果AB共轉(zhuǎn)化頻率的下降遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過A或B轉(zhuǎn)化頻率的下降程度，則說明A和B是不連鎖的。這種方法的原理如下：在較低的濃度范圍內(nèi)，DNA濃度與轉(zhuǎn)化頻率成正比，假如兩個基因在同一個DNA分子上，那么濃度降低10倍時，兩個基因同時轉(zhuǎn)化的頻率也將減少10倍；但是如果兩個基因在不同的DNA片段上，那么DNA濃度下降10倍時，兩個基因同轉(zhuǎn)化的概率將減少100倍（10X10），而不是10倍，由此可確定A和B之間是否連鎖。利用轉(zhuǎn)化技術(shù)判斷兩個基因是否連鎖

方法2判斷兩個基因是否連鎖的另一個辦法是直接觀察轉(zhuǎn)化率：如果X+和Y+兩個基因在供體染色體上相距很遠(yuǎn)，我們會發(fā)現(xiàn)它們總是位于不同的DNA片段上，因此，假設(shè)有X+Y+供體DNA和XY受體菌，那么X+Y+共轉(zhuǎn)化的機會是用每個基因單獨轉(zhuǎn)化一次所得到的轉(zhuǎn)化子的概率的乘積，如果每個基因單獨轉(zhuǎn)化的概率是10-3，那么獲得X+Y+轉(zhuǎn)化子的預(yù)期值應(yīng)是10-3X10-3（10-6）；如果兩個基因非常近，以至于它們通常位于相同的DNA片段上，那么獲得共轉(zhuǎn)化的頻率與用單個基因轉(zhuǎn)化的頻率是相近的（10-3）。用共轉(zhuǎn)化進(jìn)行基因定位和作圖首先根據(jù)上面的共轉(zhuǎn)化實驗確定基因間的連鎖關(guān)系。在確定了連鎖關(guān)系后，利用基因間的共轉(zhuǎn)化關(guān)系確定其在染色體上的排列順序。例如：如果基因p和q是經(jīng)常共轉(zhuǎn)化的，基因q和o也是經(jīng)常共轉(zhuǎn)化的，但基因o和p從不能共轉(zhuǎn)化，那么基因順序一定是p-q-o。？利用轉(zhuǎn)化結(jié)果計算重組值如果已知幾個基因之間是緊密連鎖的，我們就可以通過轉(zhuǎn)化來計算重組值。例如Nester等用枯草桿菌的一個菌株trp2+his2+tyr1+作為供體，提取其DNA向受體trp2-his2-tyr1-菌株進(jìn)行轉(zhuǎn)化，結(jié)果如下表所示。從表中可以看出，數(shù)目最多的轉(zhuǎn)化子（11940）是三個座位同時被轉(zhuǎn)化的類型，說明所研究的三個座位在染色體上是緊密連鎖的。基因轉(zhuǎn)化子表型trp2+---+++his2++-+--+tyr1+++--+-11940366068541826001071180

親本型（++）重組型（+-或-+）重組值（重組子數(shù)/總數(shù)）

trp2-his211940+1180=131202600+107+3660+418=67856785/19905=34%trp2-try111940+107=120472600+1180+3660+685=81258125/20172=40%his2-tyr111940+3660=15600418+1180+685+107=23902390/17990=13%

供體typ2+his2+tyr1+向受體菌trp2-his2-tyr1-轉(zhuǎn)化的結(jié)果及重組值的計算根據(jù)上述分析，這三個基因的遺傳圖如下：trp234his213tyr14034+13>40，為什么？少算了雙交換的重組子數(shù)目！細(xì)菌的結(jié)合與基因定位1946年，J.Lederberg和E.Tatum發(fā)現(xiàn)不同品系的大腸桿菌間可以雜交并進(jìn)行基因重組，證明細(xì)菌間也存在“性別”差異。他們的實驗設(shè)計是這樣的：大腸桿菌K12中有兩個菌株A和B，菌株A需要在培養(yǎng)基中補充甲硫氨酸（met）和生物素（bio），同時為鏈霉素敏感，菌株B需要在培養(yǎng)基中補充蘇氨酸（thr）、亮氨酸（leu）和硫胺素（thi），同時為抗鏈霉素突變型，這種必須在培養(yǎng)基中添加某些物質(zhì)才能生長的細(xì)菌叫營養(yǎng)缺陷型（auxotroph），相對于缺陷型的野生型菌株則不需要添加任何附加物，叫原養(yǎng)型（prototroph）。對這幾個性狀而言，原養(yǎng)型菌株及A、B突變型菌株的基因型分別是：原養(yǎng)型菌株：met+bio+thr+leu+thi+A菌株：met-bio-thr+leu+thi+B菌株：met+bio+thr-leu-thi-問題上述實驗結(jié)果會不會是菌株A或B回復(fù)突變造成的呢?排除回復(fù)突變的可能性選用的細(xì)菌為多重營養(yǎng)缺陷型，避免了回復(fù)突變的干擾：因為菌株A要回復(fù)突變成原養(yǎng)型，必須兩個基因同時發(fā)生回復(fù)突變，其概率為10-7×10-7=10-14；菌株B需要三個基因同時突變，其概率為10-7×10-7×10-7=10-21，這與重組子出現(xiàn)的概率（10-7）相差太遠(yuǎn)，故可排除第一種可能性。U型管實驗的結(jié)論U型管實驗結(jié)果說明：遺傳交換不可能是由于細(xì)胞破碎產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化因子DNA或從細(xì)胞中分泌的某些物質(zhì)產(chǎn)生的，而需要兩個菌株間的直接接觸。換句話說，大腸桿菌之間也有某種類型的交配系統(tǒng)，這種交配系統(tǒng)能夠?qū)嵭芯c菌之間遺傳物質(zhì)的交換，我們稱這一系統(tǒng)為結(jié)合（conjugation）。另一個問題結(jié)合過程中，細(xì)菌物質(zhì)的交換是單向的還是雙向的？W.Hayes的實驗他同樣用大腸桿菌K12的菌株A和菌株B，首先他用高劑量的鏈霉素處理菌株A或菌株B（用鏈霉素處理菌株可以阻礙細(xì)菌的分裂，但并不殺死它們），把處理過的菌株A跟未處理過的菌株B混合，或把處理過的菌株B跟未處理過的菌株A混合，發(fā)現(xiàn)結(jié)果大不相同：實驗結(jié)果（1）處理過的菌株B+未處理的菌株A基本培養(yǎng)基上無存活菌落。（2）處理過的菌株A+未處理的菌株B

基本培養(yǎng)基上有存活菌落。這個實驗結(jié)果說明兩個菌株在雜交中的作用是不相同的，即不是一個交互（雙向）的過程，而是單向的。即一個菌株是供體（相當(dāng)于雄性），而另一個菌株是受體（相當(dāng)于雌性）。上述實驗結(jié)果可證明：A是供體，B是受體。F因子Hayes進(jìn)一步假設(shè)兩個菌之間遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移是通過一種叫F的可育因子所介導(dǎo)的。在大腸桿菌中并不是每個細(xì)胞中都有這種游離的F因子，只有供體細(xì)胞才含有F因子，這種菌株叫F+；受體細(xì)胞不含F(xiàn)因子，記作F-。在細(xì)菌的分裂增殖中，F(xiàn)+細(xì)菌產(chǎn)生F+細(xì)菌，F(xiàn)-細(xì)菌產(chǎn)生F-細(xì)菌，但F+與F-混合培養(yǎng)時，可使F-變成F+。F因子又稱為性因子（sexfactor）或致育因子（fertilityfactor），它實際上是一種微小的質(zhì)粒，一種封閉的環(huán)狀DNA分子，全長約94.5kb，僅為大腸桿菌染色體長度的2%左右。F因子包含三個區(qū)域（1）復(fù)制起點或原點；（2）致育基因區(qū)；（3）配對區(qū)。致育基因區(qū)的基因使大腸桿菌具有感染性，其中一些基因是編碼生產(chǎn)F纖毛（Fpili）的蛋白質(zhì)即F+細(xì)胞表面的管狀結(jié)構(gòu)，稱為結(jié)合管，F(xiàn)纖毛與F-細(xì)胞表面的受體相結(jié)合，在兩個細(xì)胞間形成細(xì)胞質(zhì)橋。結(jié)合的過程在結(jié)合的過程中，供體細(xì)胞（F+）的F因子通過結(jié)合管向受體細(xì)胞（F-）移動，轉(zhuǎn)移時F因子雙鏈DNA分子中的一條鏈在復(fù)制起點產(chǎn)生一個缺口，DNA從這里開始復(fù)制，在復(fù)制的同時，一個拷貝的F因子轉(zhuǎn)移到F-細(xì)胞，在F-細(xì)胞中合成另一條互補鏈。因此這種F因子的轉(zhuǎn)移有一個極性問題，即復(fù)制起點總是最先轉(zhuǎn)移，接著以某一特定的方向（順時針或逆時針）轉(zhuǎn)移F因子的其他部分，當(dāng)完整的F因子被轉(zhuǎn)移后，F(xiàn)-細(xì)胞即成為F+細(xì)胞。在F-與F+的交配中，只有F因子的傳遞而細(xì)菌染色體很難發(fā)生轉(zhuǎn)移，因此盡管F因子轉(zhuǎn)移頻率很高，但兩者染色體之間重組的頻率卻很低，大約為10-6。因此F+品系稱為低頻重組（lowfrequencyrecombination,Lfr）高頻重組上面所述的F因子的結(jié)合過程是一個低頻重組事件，但為什么在另一些實驗中發(fā)現(xiàn)兩個細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)合能實現(xiàn)染色體上基因的重組？這個謎直到W.Hayes和L.Cavalli-Sforza在獨立的實驗中從F+菌株分離到一種新的供體菌株才得到解答。用這種菌株與其他菌株雜交獲得了各種不同的染色體基因，出現(xiàn)重組子的頻率很高，幾乎比正常F-XF+雜交高出1000倍，這種菌株稱為高頻重組菌株。高頻重組是通過一種非常少見的單交換將F因子整合到細(xì)菌染色體上產(chǎn)生的。當(dāng)F因子整合后，它自己就不能再自行復(fù)制，而只能隨宿主染色體的復(fù)制而復(fù)制。它雖然整合在宿主染色體上，但它仍然起作用，即Hfr細(xì)胞能夠與F-細(xì)胞交配，并且發(fā)生的過程與F+是相似的。

受體細(xì)胞要成為F+細(xì)胞，它必須接受一個完整的F因子拷貝，然而在HfrXF-的雜交中，因為在結(jié)合開始的時候，僅僅一部分F因子被轉(zhuǎn)移，而其余部分位于供體染色體的末端，也就是說，如果受體細(xì)胞要獲得完整的F因子，則必須將完整的供體染色體也完整的轉(zhuǎn)移過去，但發(fā)生這種情況的頻率非常低，因為在最后一部分F因子和轉(zhuǎn)移之前很久，染色體就已經(jīng)斷裂了，所以在HfrXF-的交配中，細(xì)胞幾乎不可能獲得F+的表型。F’因子在F+轉(zhuǎn)變成Hfr的同時，F(xiàn)因子也以很低的頻率又從Hfr上分離出來成為F+細(xì)胞。在分離的過程中，F(xiàn)因子形成一個環(huán)突出于Hfr染色體外，然后通過一個單交換（像整合一樣），產(chǎn)生一個環(huán)狀的寄主染色體和一個環(huán)狀的F因子。有時F因子從Hfr染色體上分離出來時并不是很精確的，結(jié)果分離出來的F因子帶有一小段宿主染色體，這種含有細(xì)菌基因組的F因子就叫F’因子（F-primefactor）。F’因子的大小可達(dá)到細(xì)菌染色體大小的1/4。F’因子的命名主要根據(jù)其中所含的細(xì)菌基因來命名，如帶有l(wèi)ac+區(qū)域的F‘因子叫F’（lac+）等。性導(dǎo)（sexduction）利用F’因子將供體細(xì)胞的基因?qū)胧荏w形成部分二倍體的過程叫性導(dǎo)。當(dāng)F’因子轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞后，由于引入了供體細(xì)胞的部分基因，從而構(gòu)成了部分二倍體（partialdiploid）。在部分二倍體細(xì)胞中，受體的完整基因組叫內(nèi)基因子（endogenote），由供體所提供的部分基因組稱為外基因子（exogenote）。性導(dǎo)所形成的部分二倍體可用作不同突變型之間的互補測驗。小結(jié)只有一種雌性菌株，但共有三種不同類型的雄性菌株，即含F(xiàn)因子的菌株、含F(xiàn)’因子的菌株和Hfr菌株。F因子可由供體細(xì)胞進(jìn)入F-受體細(xì)胞使其成為F+細(xì)胞，但供體染色體基本不轉(zhuǎn)移；Hfr能以高頻率把細(xì)菌染色體轉(zhuǎn)移到F-細(xì)菌中，但在HfrXF-的交配中，F(xiàn)-細(xì)胞幾乎不可能獲得F+的表型；F’因子能使受體菌形成部分二倍體，便于進(jìn)行重組研究，在F’XF-的交配中，F(xiàn)-細(xì)胞成為F+表型。中斷雜交技術(shù)（interruptedtechnique）及其作圖根據(jù)供體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的順序和時間繪制連鎖圖的技術(shù)，稱為中斷雜交技術(shù)。1961年，F(xiàn).Jacob和E.Wollman設(shè)計了以下實驗：HfrH菌株是原養(yǎng)型的，對鏈霉素敏感；F-菌株帶有鏈霉素抗性基因和一系列的突變基因：蘇氨酸和亮氨酸依賴型（thr-、leu-），對疊氮化鈉敏感（azis），對噬菌體T1的感染敏感（tons），不能利用乳糖（lac-）和半乳糖（gal-）作為碳源。在實驗開始前，將兩個菌株混合在營養(yǎng)培養(yǎng)基中于37℃培養(yǎng)，幾分鐘后，將培養(yǎng)物稀釋以阻止新的交配。每隔一定時間從交配混合物中取樣，把菌液放入攪拌器內(nèi)攪拌以打斷配對的結(jié)合管，使結(jié)合的細(xì)胞分開以中斷雜交，將這種中斷結(jié)合的細(xì)菌涂布于均含有鏈霉素的幾種不同的培養(yǎng)劑（基本篩選培養(yǎng)基）上，觀察形成了什么樣的重組子。例如在不含蘇氨酸的基本篩選培養(yǎng)基上形成了菌落，它的基因型必定是thr+strr。中斷雜交技術(shù)（interruptedtechnique）及其作圖（續(xù)）實驗表明，thr+是最先進(jìn)入F-細(xì)胞的，結(jié)合8分鐘就出現(xiàn)了重組子，接著leu+出現(xiàn)。因此他們就選用thr+、leu+和strr這三個基因作為選擇標(biāo)記。即在培養(yǎng)基中含有鏈霉素但不含有蘇氨酸和亮氨酸的培養(yǎng)基作為篩選培養(yǎng)基，其他的基因就是非選擇標(biāo)記。經(jīng)不同時間的多次中斷雜交和取樣選擇，得到大量thr+leu+strr重組子菌落。將這些重組子菌落影印培養(yǎng)在若干不同的選擇培養(yǎng)基上，就可以分析Hfr染色體上其他非選擇標(biāo)記基因進(jìn)入F-細(xì)菌的順序和所需的時間，從而繪制出連鎖圖。中斷雜交作圖：根據(jù)中斷雜交試驗中供體基因進(jìn)入受體所需時間作為基因間距離繪制連鎖圖的方法。圖距單位為分鐘。細(xì)菌的重組作圖中斷雜交作圖是以時間為單位進(jìn)行基因定位的，較為粗放，在2分鐘以內(nèi)難以精確定位。而重組作圖則是根據(jù)基因間的重組率進(jìn)行基因定位的，這就克服了在中斷雜交作圖中由于基因轉(zhuǎn)移的先后次序不一而使得各基因發(fā)生重組的機會不同的缺陷。細(xì)菌重組的特點1、只有偶數(shù)次交換才能產(chǎn)生平衡的重組子；2、在選擇培養(yǎng)基上只出現(xiàn)一種重組子，而沒有相反的重組子。細(xì)菌重組作圖的實例已知lac、ade兩個基因是緊密連鎖的、且對于某一特定的Hfr供體來說，lac+先于ade+進(jìn)入F-受體細(xì)胞。將Hfrlac+ade+strs供體菌與F-lac-ade-strr受體菌雜交，在混合60分鐘后，倒平板于含有鏈霉素而缺乏腺嘌呤的完全固體培養(yǎng)基上（在這種培養(yǎng)基上，Hfr和F-細(xì)胞都被殺死，因為一個是鏈霉素敏感的，另一個是腺嘌呤缺陷的）。在這種培養(yǎng)基上長出來的重組子應(yīng)該都是ade+strr，lac+一定已先進(jìn)入了F-細(xì)胞。Hfrlac+ade+轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞后會出現(xiàn)四種情況：Lac-ade兩基因間的距離第一種情況根本沒整合，不必考慮；第二種情況lac和ade間沒發(fā)生過交換，可認(rèn)為是親組合；第三種情況，一方面無法篩選，另一方面并不一定是由于在lac-ade間發(fā)生過交換，而很可能是lac+進(jìn)入而ade+還沒進(jìn)入受體細(xì)胞，因而這種情況對計算基因間的圖距也沒有意義；第四種情況是真正的重組子。另外，F(xiàn)-lac-ade-也可是說是親組合，但它在缺乏腺嘌呤的培養(yǎng)基上是不能生長的，因而對計算圖距也沒有意義。所以lac-ade兩基因間的距離可用下面公式計算：

lac-ade+lac-ade+

（lac-ade+）+（lac+ade+）ade+如何鑒定lac+和lac-：把菌落培養(yǎng)在加有曙紅和美藍(lán)的含乳糖培養(yǎng)基上，如能發(fā)酵乳糖，菌落為紫紅色，是lac+；如不能利用乳糖，則菌落是白色，是lac-。X100=X100這個圖譜主要根據(jù)上述的中斷雜交實驗和基因重組實驗以及其他基因定位實驗的結(jié)果繪制。細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)與作圖噬菌體（bacteriophage）：是細(xì)菌的病毒，結(jié)構(gòu)簡單，僅有核酸和周圍的蛋白質(zhì)外殼組成。烈性噬菌體（virulentphage）：感染細(xì)菌后，接管宿主菌的合成裝置用來生產(chǎn)新的噬菌體顆粒，結(jié)果細(xì)菌裂解并釋放出大量的噬菌體，如T4、T7噬菌體。溫和噬菌體（temperatephage）：在感染細(xì)菌后，可采用兩種增殖周期中的一種：一種是溶菌周期，類似于烈性噬菌體的方式，噬菌體在宿主菌內(nèi)迅速大量增殖，使菌體裂解，釋放出噬菌體；另一種是所謂的溶源周期（lysogenicpathway），噬菌體DNA整合到宿主染色體上，處于一種休眠狀態(tài)，它隨宿主染色體的復(fù)制而復(fù)制，我們把這種整合到宿主染色體中的噬菌體基因組稱為原噬菌體（prophage），帶有原噬菌體的細(xì)菌如大腸桿菌K就稱為溶源性細(xì)菌。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)及其作圖普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：指通過噬菌體可以轉(zhuǎn)移細(xì)菌染色體上的任何基因，如P22，P1；它是由于處于溶源狀態(tài)的原噬菌體進(jìn)入裂解周期后，噬菌體編碼的核酸酶將細(xì)菌染色體降解成小片段，然后偶爾錯誤地（1%）把細(xì)菌染色體的片斷組合到噬菌體的頭部。當(dāng)轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體將內(nèi)容物注入受體細(xì)胞后，形成一個部分二倍體。然后導(dǎo)入的基因通過重組，整合到宿主菌的染色體上。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖的原理由于產(chǎn)生轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體（攜帶有細(xì)菌DNA的噬菌體）的比例是很少的，以及由于噬菌體所能攜帶的細(xì)菌DNA量是有限的，因而在單個噬菌體中包含某兩個基因的機會就與它們之間的距離成比例關(guān)系，如果基因足夠近，它們包含在同一轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體中成為含有兩個基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)子的概率就大，這種轉(zhuǎn)導(dǎo)子叫共轉(zhuǎn)導(dǎo)子（cotransductant），因此如果兩個或更多個基因的共轉(zhuǎn)導(dǎo)就表明這些基因是緊密連鎖的。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖的實例供體：thr+leu+azir

受體thr-leu-azis先讓P1噬菌體在供體菌株中生長，P1的后代再感染受體菌株，假如以亮氨酸作為選擇標(biāo)記，那么就可以將感染后的受體細(xì)胞接種到不含亮氨酸的選擇培養(yǎng)基上對leu+進(jìn)行選擇，凡是leu+的細(xì)胞都可以在這種培養(yǎng)基上生長，然后再把這些被選擇的受體細(xì)胞接種到其他選擇培養(yǎng)基上，檢查共轉(zhuǎn)導(dǎo)的頻率，這樣一個實驗的典型數(shù)據(jù)如下表：選擇標(biāo)記非選擇標(biāo)記leu+thr+50%=azir，2%=thr+3%=leu+，0%=azirP1噬菌體轉(zhuǎn)導(dǎo)E.coli用于推斷基因順序的實驗數(shù)據(jù)以leu+為選擇標(biāo)記時，同時有50%的azir

，2%thr+被轉(zhuǎn)導(dǎo)，這表明leu靠azi比較近，而離thr比較遠(yuǎn)，所以排列順序可能是下列二者之一：（1）thr——azi-leu或（2）thr——leu-azi但以thr+為選擇標(biāo)記時，發(fā)現(xiàn)同時被轉(zhuǎn)導(dǎo)到受體菌的有3%的leu+，而未檢出azir，這表明thr比較靠近leu，所以正確的基因順序應(yīng)該是（2）。特異性轉(zhuǎn)導(dǎo)特異性轉(zhuǎn)導(dǎo)也稱局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（restrictedtransduction）,它僅能轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌染色體的某些特定部分。如溫和噬菌體λ僅整合到宿主染色體的特定附著位點attB處而形成原噬菌體，attB位點的一邊是半乳糖操縱子gal基因，另一邊是生物素合成基因bio，attB與位于λDNA上的attP位點同源，通過單交換使λDNA整合到宿主染色體上。當(dāng)λDNA裂解時，在少數(shù)情況下分離是不精確的，將attB附近的基因gal+或bio+錯誤地環(huán)化出去，而將噬菌體本身的部分片段留在細(xì)菌染色體上。Specializedtransduction?2003JohnWileyandSonsPublishers1946年第11屆冷泉港會議上Hershey和Luria宣布發(fā)現(xiàn)噬菌體r、h突變，Delbruck和Hershey發(fā)表了噬菌體重組實驗。三人獲1969年NobelPrize噬菌體突變影響生活周期，會產(chǎn)生不同的噬菌斑?？梢酝ㄟ^觀察噬菌斑的形態(tài)來鑒別噬菌體的基因型。單個噬菌體的突變必須通過電鏡才能鑒定。噬菌體重組與作圖：噬菌體的遺傳重組與作圖與真核生物的作圖相比，具有下列特點：（1）噬菌體重組與減數(shù)分裂重組不同。減數(shù)分裂染色體的聯(lián)會和交換是發(fā)生在細(xì)胞分裂的某個特定階段；而在噬菌體中，遺傳物質(zhì)的交換是多次輪回進(jìn)行的；（2）在減數(shù)分裂中，重組是一個相互的事件，但從單個細(xì)胞所獲得的溶菌產(chǎn)物中，相互重組子的數(shù)目并不相等，因為并不是所有的噬菌體染色體都被包裝在成熟的噬菌體顆粒中；（3）病毒是單倍體，因而由二點試驗所得的4種噬菌斑或由三點試驗所得的8種噬菌斑都可直接統(tǒng)計。噬菌體的重組作圖有三種類型的突變體對噬菌體遺傳作圖非常有用，它們是：宿主范圍突變型、噬菌斑形態(tài)突變型、溫度敏感突變型。宿主范圍突變體能感染某些菌株而對其他菌株是不能感染的。噬菌斑形態(tài)突變體的噬菌斑由野生型的小噬菌斑突變成快速溶菌的大噬菌斑。溫度敏感型是指在30℃下這種突變體能無限增殖，而在40℃下則表現(xiàn)為突變型。（1）噬菌斑的形態(tài)：（2）宿主范圍：h：噬菌體能在E.coliB和B/2品系上生長，h+：只能在E.coliB品系上生長，Hershey使用的兩個表型特征：在B和B/2混合菌苔上產(chǎn)生透明斑。在B和B/2混合菌苔上產(chǎn)生半透明斑。r：快速溶菌，噬菌斑大，邊緣清楚。噬菌斑小，邊緣模糊。r+：噬菌斑與基因型B和B/2混合菌苔噬菌體雜交：1.

親本噬菌體（T2）基因型：hr+：透明，小斑，邊緣模糊。h+r：半透明，大斑，邊緣清楚。2.

雜交過程——混合感染實驗：兩個親本噬菌體混合感染E.coliB菌株，子代噬菌體通過感染B和B/2菌株，觀察菌苔上出現(xiàn)的噬菌斑特征，推斷子代噬菌體的基因型。（mixedinfectionexperiments）噬菌體重組作圖的實例用不同快速溶菌突變型（rxh+）與宿主范圍突變型（r+h）雜交，獲得下表結(jié)果：雜交每一基因型的%重組值r+h+重組合rh+親組合r+h親組合rh重組合rah+Xr+h12.034.042.012.024/100=24%rbh+Xr+h5.932.056.06.412.3/100.3=12.3%rch+Xr+h0.739.059.00.91.6/99.6=1.6%根據(jù)上表每一雜交的結(jié)果可作連鎖圖如下：

hra

rbh

rch重組值隨r基因的不同而有變化，表明三個r基因的座位是不同的，所以有4種可能的連鎖圖：rarbrchrarchrbrarbhrcrahrcrb那么到底哪一種排列是正確的呢？首先必須知道ra，rb，rc相互間的距離才能確定。要確定三者的距離，通過雜交rcrb+Xrc+rb確定其排列順序為：rc-h-rb。那么ra在h的哪一邊，這應(yīng)該可以通過把ra跟rb和rc的雜交來回答，但人們發(fā)現(xiàn)兩種排列順序都是正確的。這是因為噬菌體染色體是環(huán)形的。同學(xué)課后來信1早上好!我今天在重新學(xué)習(xí)您昨天所講的遺傳學(xué)的制作和基因定位時發(fā)現(xiàn)了一個我不能理解的疑問.情況是這樣的:您的ppt上page28描述:"

我在計算的時候不只是(39+19)各用了一次,而且(107+98)也是在計算C-Wx和Sh-Wx重組率時各用了一次,為什么這(107+98)個個體沒有發(fā)生雙交換呢?是因為我們根據(jù)計算重組率粗略的了解了這三個基因的排序Sh-Wx本身就包含在C-Wx之中,所以就不需要計算這一部分嗎?我不是特別地清楚.也有可能是當(dāng)時老師您有說過,但是自己沒有想明白,請老師有空的時候回答一下我的問題,謝謝老師.我的答復(fù)98+107個個體是單交換的一部分，這部分個體既參加了C-Sh間的交換，也