Question

简述细菌转化发生过程

Answer 1

加热灭活的S型细菌遗留下各个DNA片段，其中包括控制荚膜形成的基因，这些片段从S细菌中释放出来，并且在后继的培养中被一些R型细菌所摄取，进入R型细菌的细胞中，以同源重组的置换方式，整合进入R型细菌的基因组中，使R型细菌转化成S型细菌。可见，转化后形成的S型细菌内含有两种DNA（R型和S型）。 而S型有荚膜，无“感受态”，在自然情况下很难接收外源DNA分子，不能作用受体菌，故不能转化。
在自然情况下，R型变成S型是通过基因突变来实现的。

Answer 2

R型活肺炎双球菌(受体菌)在对数期后期约40分钟内处于“感受态”，吸收外源DNA的能力比其他时期大1000倍。此时，R型活菌(受体菌)细胞膜表面有30-80个“感受态因子”位点。感受态因子是一种胞外蛋白，它可以催化外来DNA片段的吸收或降解细胞表面某种成分，从而使细胞表面的DNA受体显露出来(也可能是一种自溶酶，可特异性地结合双链DNA)。再了解一下加热杀死的S型肺炎双球菌，被加热杀死的S型菌(供体菌)会自溶，释放出自身的DNA片段，该DNA片段已经失活，但双链结构尚存在，约含15个基因，称为“转化因子”。当“转化因子”遇到感受态的R型活菌(受体菌)时，就有10个左右这样的双链片段与R型活菌(受体菌)细胞膜表面的“感受态因子”位点相结合，在位点上“转化因子”进一步发生酶促分解，形成平均分子量为4-5×106的DNA片段，然后双链解旋拆开，其中一条降解，另一条单链逐步进入细胞，与受体菌DNA上的同源区段配对，并使受体DNA的相应单链片段被切除，从而将其替换，于是形成一个杂种DNA区段，它们间不一定互补，故可呈杂合状态。随着受体菌DNA进行复制，杂合区段分离成两个，其中之一类似供体菌，另一个类似受体菌。当细胞分裂后，此DNA发生分离，于是就由R型菌产生出S型菌的后代，这个过程称为原核生物的转化。因为R型菌与S型菌的DNA以同源区段配对，形成杂合细菌，再通过分裂生殖形成R型和S型两种后代，所以不是R型菌直接变成S型菌。 其遗传实质是基因重组。