本文關(guān)鍵詞：微生物遺傳學(xué)技術(shù)發(fā)展及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第1期　　　　　　　吳秀玲等:微生物遺傳學(xué)技術(shù)發(fā)展及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用　　　　　　　　　75　合。這些重新組合可以發(fā)生在一個(gè)DNA分子內(nèi),從而產(chǎn)生缺失、倒位、轉(zhuǎn)座或重復(fù),也可以發(fā)生在兩個(gè)分開(kāi)的親本DNA分子之間,從而產(chǎn)生來(lái)自每一親本的部分遺傳信息的重組分子。根據(jù)對(duì)DNA序列和所需蛋白質(zhì)因子的要求,可以把重組分為兩大類(lèi),同源重組和專(zhuān)一點(diǎn)位置重組。其中同源重組又稱(chēng)一般重組,這一類(lèi)重組依賴(lài)于大范圍DNA同源順序的聯(lián)會(huì),而聯(lián)會(huì)的部分不受限制,負(fù)責(zé)DNA配對(duì)和重組的蛋白質(zhì)因子無(wú)堿基序列特異性,只要兩條DNA序列相同或接近相同,重組便可以在聯(lián)會(huì)部分的任何位置發(fā)生。同源重組是染色體之間進(jìn)行信息交換的方式之一,幾乎所有生物中都發(fā)生這類(lèi)重組方式。啟動(dòng)同源重組的酶能夠作用于不同形式的DNA分子,這包括有基因轉(zhuǎn)移導(dǎo)入的部分染色體以及細(xì)菌中原有的完整的染色體、質(zhì)�；蚴删wDNA。只要二個(gè)染色體之間存在有較大范圍的同源區(qū)段,不論其來(lái)源如何都能重組。專(zhuān)一點(diǎn)位重組又可以分為保守性重組和復(fù)制性重組兩大類(lèi)型。保守性重組依賴(lài)于小范圍同源序列的聯(lián)會(huì),聯(lián)會(huì)限于特定的序列,需要有位點(diǎn)特異性的蛋白質(zhì)參與催化,這些蛋白質(zhì)因子不能催化其它任何兩條序列之間的重組,保持了重組的特異性和高度的保守性。復(fù)制性重組在重組過(guò)程中伴隨著復(fù)制,而且轉(zhuǎn)座的不是轉(zhuǎn)座因子而是復(fù)制后的所產(chǎn)生的一個(gè)拷貝。

自然界的微生物可通過(guò)多種途徑進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移,并通過(guò)基因的重新組合以適應(yīng)隨時(shí)改變的環(huán)境,微生物的基因轉(zhuǎn)移的途徑包括接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)以及細(xì)胞融合等。細(xì)菌的接合過(guò)程分兩步進(jìn)行,即接合配對(duì)的形成和DNA的轉(zhuǎn)移。當(dāng)性菌毛頭部與受體細(xì)胞接觸,使供體細(xì)胞與受體細(xì)胞連接到一塊以后,性菌毛可能通過(guò)給體或受體細(xì)胞膜中的解聚作用和再溶解作用進(jìn)行收縮,從而使給體和受體細(xì)胞緊密相連。緊接著便開(kāi)始接合過(guò)程的第二類(lèi)——DNA轉(zhuǎn)移,當(dāng)轉(zhuǎn)移達(dá)到受體細(xì)胞內(nèi)后在宿主細(xì)胞編碼酶的作用下開(kāi)始復(fù)制,供體細(xì)胞內(nèi)的單鏈也在DNA多聚酶的作用下進(jìn)行復(fù)制。轉(zhuǎn)化是指某一基因型的細(xì)胞從周?chē)橘|(zhì)中吸收來(lái)自另一基因型細(xì)胞小DNA而使它的基因型和表型發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。隨著對(duì)轉(zhuǎn)化機(jī)制的了解以及DNA重組技術(shù)的建立,人們對(duì)那些不能進(jìn)行人工自然轉(zhuǎn)化的細(xì)菌、真菌、放線菌乃至高等真核生物細(xì)胞進(jìn)行人工處理而獲得從周?chē)橘|(zhì)中攝取DNA的能力,這些處理包括用高劑量的二價(jià)陽(yáng)離子(如Ca2+或Mg2+等)、原生質(zhì)體形成以及電穿空等方法。自然轉(zhuǎn)化一般通過(guò)一系列過(guò)程得以實(shí)現(xiàn):感受態(tài)的出現(xiàn);轉(zhuǎn)化因子的接合與進(jìn)入;轉(zhuǎn)化因子的整合。轉(zhuǎn)導(dǎo)是由病毒介導(dǎo)的細(xì)胞間進(jìn)行遺傳交換的一種方式,即一個(gè)細(xì)胞的DNA或RNA通過(guò)病毒載體的感染轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞中。轉(zhuǎn)導(dǎo)可分為普通性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)兩類(lèi)。在普通性轉(zhuǎn)導(dǎo)中,噬菌體總是攜帶同樣的片段到受體細(xì)胞內(nèi)。

細(xì)胞功能是由細(xì)胞中的各種蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,調(diào)控基因是使細(xì)胞在某一特定條件下合成這些蛋白質(zhì)的基因。調(diào)控基因包括調(diào)節(jié)基因、操縱基因、(或操縱區(qū))以及啟動(dòng)基因(或啟動(dòng)區(qū))。操縱基因同一個(gè)或幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因聯(lián)合起來(lái),形成一個(gè)在結(jié)構(gòu)上、功能上協(xié)同作用的整體——操縱子。調(diào)節(jié)基因通過(guò)產(chǎn)生阻遏物或激活物來(lái)調(diào)節(jié)操縱基因,從而控制結(jié)構(gòu)基因的功能。啟動(dòng)基因是RNA多聚酶和CPA蛋白的結(jié)合位點(diǎn),控制著轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)。原核生物的基因調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄的水平上,這是一種最經(jīng)濟(jì)的調(diào)控。根據(jù)調(diào)控機(jī)制的不同又可分為負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控和正轉(zhuǎn)錄調(diào)控,在負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是阻遏蛋白,起著阻止結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的作用。根據(jù)其作用性質(zhì)又可分為負(fù)調(diào)控誘導(dǎo)和負(fù)控阻遏兩大類(lèi)。在負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)中,阻遏蛋白和效應(yīng)物接合時(shí),阻止結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄;負(fù)控阻遏系統(tǒng)中,阻遏蛋白和效應(yīng)物接合時(shí)阻止結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。在正轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是激活蛋白。同樣根據(jù)激活蛋白的作用性質(zhì)分為正控誘導(dǎo)系統(tǒng)和正控阻遏系統(tǒng)。在正控誘導(dǎo)系統(tǒng)中,效應(yīng)物分子的存在使激活蛋白處于活動(dòng)狀態(tài);在正控阻遏系統(tǒng)中,效應(yīng)物分子的存在使激活蛋白處于不活動(dòng)狀態(tài)。不論是誘導(dǎo)系統(tǒng)還是阻遏系統(tǒng),激活蛋白的作用部位是啟動(dòng)區(qū),對(duì)啟動(dòng)區(qū)其起正作用。除以上四個(gè)操縱子水平的轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)外,細(xì)胞分子水平的調(diào)控機(jī)制有轉(zhuǎn)錄的生理調(diào)控、分化核發(fā)育的基因調(diào)控等。

2　微生物遺傳技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用

微生物遺傳學(xué)在環(huán)境工程中的應(yīng)用越來(lái)越引起人們的關(guān)注,而且在這方面已取得了一定的進(jìn)展。在工業(yè)化高度發(fā)展的當(dāng)今世界,環(huán)境的惡化已經(jīng)日趨嚴(yán)重,并已對(duì)人類(lèi)的生存構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅,特別是各種,,

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