【转贴】小常识：大肠杆菌的基因型
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大肠杆菌的基因型
野生的大肠杆菌具有大约4,700 kbp的DNA分子，上面有约2,800个基因。当这些基因中有突然变异发生时，基因产物随之变化，并且有可能给大肠杆菌带来可以观察到的变化。这种能够观察到的特征叫做大肠杆菌的表现型 (Phenotype)，而把基因的构成叫做大肠杆菌的基因型 (Genotype)。通常情况下，基因工程中使用的大肠杆菌的基因型只有在基因发生变异、表现型发生变化时才被表示。但是需要特别指出时, 则在野生的基因型上加“+”、在变异的基因型上加“-”以示区别。表示方法是用基因产物或其作用的名称的三个斜体字母表示 (如DNA Adenine methylase→dam)。如果不同的基因变异导致相同的作用结果，则加上一个大写字母 (如Recombination→recA, recB, recC)。某个基因或者是某领域缺失时，在基因型前面加上“Δ”表示，如: 从lac到proAB基因缺失时表示为Δ(lac-proAB)。野生的大肠杆菌本来带有具有F因子等的质粒DNA，并且感染噬菌体。把被野生的大肠杆菌感染的噬菌体特称为原噬菌体（Prophage)，例如λ，e14。一般当这些质粒或原噬菌体缺失或变异时也用“( )”或“/”等加以区别表示。表现型是用罗马字母体表示 (第一个字母大写)。一般通过变异而获得了能够观察到的抗药性或者活性表达等特征时，用“+”表示 (Streptomycin抗性：Str+); 相反地当成为药物敏感性或者活性丧失时，用“-”表示 (Ampicillin敏感性：Amp-)。基因型和表现型容易混淆，使用时注意。_基因工程中经常使用的大肠杆菌几乎都来自于K-12菌株，最近也常使用由B株及C株来源的大肠杆菌。_大肠杆菌B株原来就为lon-，另外MV1184株不具有琥珀抑制基因 (Amber suppressorfree)，由于这些都是原始菌株所不具备的基因，因此不在基因型中加以表示，要注意。
主要的基因型说明· 停止密码回复 · 重组机能缺失 · 对插入DNA具有直接作用因子的缺失 · 抗药性的变异 · 宿主蛋白酶缺失 · 有利于选择转化体的基因 · 有利于点突变的基因 · 菌株筛选用基因
■停止密码回复
supE (suppressor)supE变异时，即使存在停止密码子UAG，此处也会插入谷氨酰胺 (Glutamine)，从而可使蛋白质继续合成。supF (suppressor)supF变异时，即使存在停止密码子UAG，此处也会插入酪氨酸 (Tyrosine)，从而可使蛋白质继续合成。
■重组机能缺失
recA (recombination)相同的DNA重组活性缺失。由于导入DNA与宿主DNA的重组受到阻害，可以保持插入DNA的稳定性。与recA13宿主菌相比，recA1宿主菌能够使插入DNA稳定存在。 recB,C (recombination)内切核酸酶V变异。抑制重组并能影响放射线损伤的修复。 traD (transmissibility)在质粒F因子内部，与大肠杆菌的结合有关。traD变异后，F因子自身的传递能力显著下降。
■对插入DNA具有直接作用因子的缺失
dam (DNA adenine methylase)宿主菌来源的腺嘌呤甲基化酶 (GmATC) 缺失。 dcm (DNA cytsine methylase)宿主菌来源的胞嘧啶甲基化酶 (CmCWGG) 缺失。 hsdR (host specificity defective)宿主菌来源的 I 型限制酶EcoK (或EcoB) 的切断部位蛋白变异。转化的外源DNA不被限制酶EcoK切断，可以进行克隆。 hsdM (host specificity defective)宿主菌来源的 I 型限制酶EcoK (或EcoB) 的甲基化酶部位蛋白变异。 hsdS (host specificity defective)宿主菌来源的 I 型限制酶EcoK (或EcoB) 的识别部位蛋白变异。转化的外源DNA不被限制酶EcoK切断，可以进行克隆。 endA (endonuclease)宿主菌来源的非特异性内切核酸酶 I 活性缺失，可以提高纯化的质粒DNA的质量。 mcrA (methylcytsine restriction)mCG序列的甲基化活性缺失。mcrB,C (methylcytsine restriction)GmC序列的甲基化活性缺失。mrr (methylation requiring restriction)mA以及mC序列的甲基化活性缺失。
■抗药性的变异
rpsL (ribosomal protein small subunit)由30S核糖体蛋白变异而获得链霉素 (Streptomycine) 抗性 (Strr)。gyrA (gyrase)由DNA回旋酶亚基A的变异而获得的萘啶酮酸 (Nalidixic acid) 抗性 (Nalr)。Tn 5 (transposon)转座子变异。获得卡那霉素 (Kanamycine) 抗性 (Kmr)。Tn 10 (transposon)转座子变异。获得四环素 (Tetracycline) 抗性 (Tetr)。
■宿主蛋白酶缺失
lon (long form)分解异型蛋白质的ATP依赖型蛋白分解酶活性缺失。大肠杆菌B株原来就为lon-。可抑制其表达的融合蛋白质的分解。omp (outer membrane protein)膜结合性蛋白分解酶活性缺失。抑制表达的融合蛋白质的分解。
■有利于选择转化体的基因
lac Iq (lactose)乳糖操纵子中控制b-半乳糖苷酶表达的调节蛋白基因变异。由于lac I q变异，表达调节蛋白过量形成，因此从乳糖启动子开始的转录过程完全受到抑制。 lacZ (lactose)b-半乳糖苷酶活性缺失。 lacZ D M15 b-半乳糖苷酶蛋白的w-fragment得到表达。当与多数载体质粒中所具有的a-fragment共同存在时，可使b-半乳糖苷酶的活性回复 (a-互补性)。在含有X-gal的平板培养基上，可以通过蓝白菌落的差别选择重组体。 deoR deoR变异，可以选择性地改善大分子DNA的转化。
■有利于点突变的基因
dut (dUTPase)dUTP分解酶活性缺失。当dUTP分解酶存在时，dUTP不能掺入到DNA链中 。 ung (Urasil-N-glycosylase)尿嘧啶-N-糖苷酶活性缺失。当具有这种基因时，可以特异性地分解DNA中含U的那条链。mutS (mutator)未被甲基化的新合成DNA链的错配序列修复受到阻碍。
■菌株筛选用基因
leuB (leucine)在最小培养基中必须添加亮氨酸 (Leu)。proAB (proline)脯氨酸代谢基因变异。在最小培养基中只有添加脯氨酸才能生长。用于确认JM109等大肠杆菌菌株的F因子是否脱落。thi-1 (thiamine)硫胺素代谢基因变异。在最小培养基中必须添加硫胺素。
http://www.takara.com.cn/html/i/i_6.htm
野生的大肠杆菌具有大约4,700 kbp的DNA分子，上面有约2,800个基因。当这些基因中有突然变异发生时，基因产物随之变化，并且有可能给大肠杆菌带来可以观察到的变化。这种能够观察到的特征叫做大肠杆菌的表现型 (Phenotype)，而把基因的构成叫做大肠杆菌的基因型 (Genotype)。通常情况下，基因工程中使用的大肠杆菌的基因型只有在基因发生变异、表现型发生变化时才被表示。但是需要特别指出时, 则在野生的基因型上加“+”、在变异的基因型上加“-”以示区别。表示方法是用基因产物或其作用的名称的三个斜体字母表示 (如DNA Adenine methylase→dam)。如果不同的基因变异导致相同的作用结果，则加上一个大写字母 (如Recombination→recA, recB, recC)。某个基因或者是某领域缺失时，在基因型前面加上“Δ”表示，如: 从lac到proAB基因缺失时表示为Δ(lac-proAB)。野生的大肠杆菌本来带有具有F因子等的质粒DNA，并且感染噬菌体。把被野生的大肠杆菌感染的噬菌体特称为原噬菌体（Prophage)，例如λ，e14。一般当这些质粒或原噬菌体缺失或变异时也用“( )”或“/”等加以区别表示。表现型是用罗马字母体表示 (第一个字母大写)。一般通过变异而获得了能够观察到的抗药性或者活性表达等特征时，用“+”表示 (Streptomycin抗性：Str+); 相反地当成为药物敏感性或者活性丧失时，用“-”表示 (Ampicillin敏感性：Amp-)。基因型和表现型容易混淆，使用时注意。_基因工程中经常使用的大肠杆菌几乎都来自于K-12菌株，最近也常使用由B株及C株来源的大肠杆菌。_大肠杆菌B株原来就为lon-，另外MV1184株不具有琥珀抑制基因 (Amber suppressorfree)，由于这些都是原始菌株所不具备的基因，因此不在基因型中加以表示，要注意。
主要的基因型说明· 停止密码回复 · 重组机能缺失 · 对插入DNA具有直接作用因子的缺失 · 抗药性的变异 · 宿主蛋白酶缺失 · 有利于选择转化体的基因 · 有利于点突变的基因 · 菌株筛选用基因
■停止密码回复
supE (suppressor)supE变异时，即使存在停止密码子UAG，此处也会插入谷氨酰胺 (Glutamine)，从而可使蛋白质继续合成。supF (suppressor)supF变异时，即使存在停止密码子UAG，此处也会插入酪氨酸 (Tyrosine)，从而可使蛋白质继续合成。
■重组机能缺失
recA (recombination)相同的DNA重组活性缺失。由于导入DNA与宿主DNA的重组受到阻害，可以保持插入DNA的稳定性。与recA13宿主菌相比，recA1宿主菌能够使插入DNA稳定存在。 recB,C (recombination)内切核酸酶V变异。抑制重组并能影响放射线损伤的修复。 traD (transmissibility)在质粒F因子内部，与大肠杆菌的结合有关。traD变异后，F因子自身的传递能力显著下降。
■对插入DNA具有直接作用因子的缺失
dam (DNA adenine methylase)宿主菌来源的腺嘌呤甲基化酶 (GmATC) 缺失。 dcm (DNA cytsine methylase)宿主菌来源的胞嘧啶甲基化酶 (CmCWGG) 缺失。 hsdR (host specificity defective)宿主菌来源的 I 型限制酶EcoK (或EcoB) 的切断部位蛋白变异。转化的外源DNA不被限制酶EcoK切断，可以进行克隆。 hsdM (host specificity defective)宿主菌来源的 I 型限制酶EcoK (或EcoB) 的甲基化酶部位蛋白变异。 hsdS (host specificity defective)宿主菌来源的 I 型限制酶EcoK (或EcoB) 的识别部位蛋白变异。转化的外源DNA不被限制酶EcoK切断，可以进行克隆。 endA (endonuclease)宿主菌来源的非特异性内切核酸酶 I 活性缺失，可以提高纯化的质粒DNA的质量。 mcrA (methylcytsine restriction)mCG序列的甲基化活性缺失。mcrB,C (methylcytsine restriction)GmC序列的甲基化活性缺失。mrr (methylation requiring restriction)mA以及mC序列的甲基化活性缺失。
■抗药性的变异
rpsL (ribosomal protein small subunit)由30S核糖体蛋白变异而获得链霉素 (Streptomycine) 抗性 (Strr)。gyrA (gyrase)由DNA回旋酶亚基A的变异而获得的萘啶酮酸 (Nalidixic acid) 抗性 (Nalr)。Tn 5 (transposon)转座子变异。获得卡那霉素 (Kanamycine) 抗性 (Kmr)。Tn 10 (transposon)转座子变异。获得四环素 (Tetracycline) 抗性 (Tetr)。
■宿主蛋白酶缺失
lon (long form)分解异型蛋白质的ATP依赖型蛋白分解酶活性缺失。大肠杆菌B株原来就为lon-。可抑制其表达的融合蛋白质的分解。omp (outer membrane protein)膜结合性蛋白分解酶活性缺失。抑制表达的融合蛋白质的分解。
■有利于选择转化体的基因
lac Iq (lactose)乳糖操纵子中控制b-半乳糖苷酶表达的调节蛋白基因变异。由于lac I q变异，表达调节蛋白过量形成，因此从乳糖启动子开始的转录过程完全受到抑制。 lacZ (lactose)b-半乳糖苷酶活性缺失。 lacZ D M15 b-半乳糖苷酶蛋白的w-fragment得到表达。当与多数载体质粒中所具有的a-fragment共同存在时，可使b-半乳糖苷酶的活性回复 (a-互补性)。在含有X-gal的平板培养基上，可以通过蓝白菌落的差别选择重组体。 deoR deoR变异，可以选择性地改善大分子DNA的转化。
■有利于点突变的基因
dut (dUTPase)dUTP分解酶活性缺失。当dUTP分解酶存在时，dUTP不能掺入到DNA链中 。 ung (Urasil-N-glycosylase)尿嘧啶-N-糖苷酶活性缺失。当具有这种基因时，可以特异性地分解DNA中含U的那条链。mutS (mutator)未被甲基化的新合成DNA链的错配序列修复受到阻碍。
■菌株筛选用基因
leuB (leucine)在最小培养基中必须添加亮氨酸 (Leu)。proAB (proline)脯氨酸代谢基因变异。在最小培养基中只有添加脯氨酸才能生长。用于确认JM109等大肠杆菌菌株的F因子是否脱落。thi-1 (thiamine)硫胺素代谢基因变异。在最小培养基中必须添加硫胺素。
http://www.takara.com.cn/html/i/i_6.htm
