《病毒的傳分析》ppt課件

1、Chapter 5病毒的遺傳分析 Genetic Analysis of Virus 病毒病毒(virus)既不同于原核生物，也不居于真既不同于原核生物，也不居于真核生物，由于它們沒有普通的細(xì)胞構(gòu)造。在病核生物，由于它們沒有普通的細(xì)胞構(gòu)造。在病毒中沒有合成蛋白質(zhì)外殼所必需的核糖體，所毒中沒有合成蛋白質(zhì)外殼所必需的核糖體，所以只能寄生在動(dòng)物、植物和細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)繁衍，以只能寄生在動(dòng)物、植物和細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)繁衍，它能使宿主細(xì)胞的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)而合成它本身新的病它能使宿主細(xì)胞的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)而合成它本身新的病毒物質(zhì)。雖然病毒能構(gòu)成晶體，本身不能進(jìn)展毒物質(zhì)。雖然病毒能構(gòu)成晶體，本身不能進(jìn)展代謝等，但仍將病毒視為生物，由于

2、它們可以代謝等，但仍將病毒視為生物，由于它們可以繁衍。繁衍。 病毒分開宿主細(xì)胞雖然不能繁衍，但仍可以病毒分開宿主細(xì)胞雖然不能繁衍，但仍可以存活。根據(jù)宿主細(xì)胞的不同而將病毒分為動(dòng)物存活。根據(jù)宿主細(xì)胞的不同而將病毒分為動(dòng)物病毒、植物病毒和細(xì)菌茵病毒病毒、植物病毒和細(xì)菌茵病毒3種。細(xì)菌病毒又種。細(xì)菌病毒又稱噬茵體稱噬茵體(phage)。TailTail FibersBase PlateHead/CapsidContractile Sheath根據(jù)宿主不同，可以分為：根據(jù)宿主不同，可以分為：動(dòng)物病毒動(dòng)物病毒植物病毒植物病毒細(xì)菌病毒細(xì)菌病毒-噬菌體噬菌體bacteriophage, phage)SARS

3、病毒顆粒電鏡照片 冠狀病毒SARS病毒為單鏈+RNA病毒，全長(zhǎng)29.725kb,具有11個(gè)ORFOpen Reading Frames，分別編碼：依賴于RNA的RNA聚合酶、4種構(gòu)造蛋白S，E，M，N蛋白、5種未知蛋白圖5。與其它宿主來源冠狀病毒的序列比較，進(jìn)化分析，呈一單獨(dú)的分支。病毒在增殖過程中雖沒有逆轉(zhuǎn)錄過程，但RNA聚合酶沒有矯正機(jī)制，變異較大，SARS的變種很多。Phage T4研討最為廣泛的是研討最為廣泛的是T T噬菌體：噬菌體：Viruses - non-living particles -reproduce only within a hostVirus has protein

4、 coat + nucleic acid core- ssDNA, dsDNA, ssRNA, dsRNA - may be linear or circular moleculeViral genome integrated into host genome or separate病毒的普通特性：病毒的普通特性：病毒在遺傳學(xué)研討中的優(yōu)越性病毒在遺傳學(xué)研討中的優(yōu)越性 : :1 1、繁衍快、繁衍快, , 世代短。世代短。 病毒一小時(shí)可繁衍百個(gè)。病毒一小時(shí)可繁衍百個(gè)。2 2、易于培育化學(xué)分析。、易于培育化學(xué)分析。 一個(gè)試管可裝很多一個(gè)試管可裝很多; ; 易于獲得大易于獲得大的數(shù)量用于分析。的數(shù)量用

5、于分析。 3 3、遺傳物質(zhì)簡(jiǎn)單、遺傳物質(zhì)簡(jiǎn)單, , 只含裸露只含裸露DNADNA或或RNARNA。適用基因構(gòu)造和。適用基因構(gòu)造和功能研討。功能研討。4 4、便于研討基因突變。、便于研討基因突變。 5 5、便于研討基因的作用。、便于研討基因的作用。 6 6、可用作研討高等生物的簡(jiǎn)單模型。、可用作研討高等生物的簡(jiǎn)單模型。 第一節(jié)第一節(jié) 噬菌體的繁衍和突變型噬菌體的繁衍和突變型一、噬菌體的形狀構(gòu)造一、噬菌體的形狀構(gòu)造1. 噬菌體的形狀噬菌體的形狀120面體，無尾面體，無尾PM-2220面體，有尾面體，有尾SPO13絲狀絲狀M132. 幾種噬菌體的染色體特點(diǎn)幾種噬菌體的染色體特點(diǎn)噬菌體噬菌體宿主宿主核

6、酸核酸染色體染色體染色體長(zhǎng)度染色體長(zhǎng)度mT-evenE.coli雙鏈雙鏈DNA線環(huán)線環(huán)60T7E.coli雙鏈雙鏈DNA線狀線狀12E.coli雙鏈雙鏈DNA線狀線狀16p22沙門氏菌沙門氏菌 雙鏈雙鏈DNA線狀線狀14 x174E.coli單鏈單鏈DNA環(huán)狀環(huán)狀1.8QE.coli單鏈單鏈DNA線狀線狀1.43. T4 噬菌噬菌體的構(gòu)造體的構(gòu)造二、噬菌體的生活周期二、噬菌體的生活周期1. 噬菌體吸附到宿主細(xì)胞上噬菌體吸附到宿主細(xì)胞上2. 尾絲鞘收縮，中軸刺穿宿主細(xì)胞尾絲鞘收縮，中軸刺穿宿主細(xì)胞3. 頭部的頭部的DNA被送入宿主細(xì)胞被送入宿主細(xì)胞4. 在數(shù)分鐘內(nèi)，一切的細(xì)菌核酸和蛋白質(zhì)在數(shù)分鐘

7、內(nèi)，一切的細(xì)菌核酸和蛋白質(zhì)合成都被抑制。合成都被抑制。5. 噬菌體大分子合成，細(xì)菌的核酸被降解。噬菌體大分子合成，細(xì)菌的核酸被降解。1 噬菌體噬菌體DNA復(fù)制。復(fù)制。2 噬菌體外殼蛋白合成。噬菌體外殼蛋白合成。(1) DNA被包到頭部被包到頭部(2) (2) 組裝尾部組裝尾部(3) (3) 裝上尾絲裝上尾絲6. 噬菌體組裝噬菌體組裝約約200個(gè)噬菌體導(dǎo)致細(xì)菌被噬菌體基因個(gè)噬菌體導(dǎo)致細(xì)菌被噬菌體基因編碼的溶菌酶編碼的溶菌酶lysozyme)溶解。溶解。7. 宿主細(xì)胞破裂宿主細(xì)胞破裂二、噬菌體的繁衍 1951年，年，J. Lederberg 的妻子的妻子Esther lederberg證明了證明了

8、Lederberg和和Tatum運(yùn)用的運(yùn)用的K12 E.coli中含有原噬中含有原噬菌體，并命名為菌體，并命名為。 10年后終于搞清了溶源化的本質(zhì)。年后終于搞清了溶源化的本質(zhì)。二、噬菌體的繁衍 1烈性噬菌體烈性噬菌體virulent phages 概念：感染細(xì)菌后立概念：感染細(xì)菌后立刻在菌體內(nèi)復(fù)制和合刻在菌體內(nèi)復(fù)制和合成蛋白質(zhì)外殼，重新成蛋白質(zhì)外殼，重新組裝成噬菌體顆粒，組裝成噬菌體顆粒，并導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞解體，并導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞解體，釋放出噬菌體。釋放出噬菌體。 繁衍：吸附在特異的繁衍：吸附在特異的受體上受體上酶酶細(xì)胞壁細(xì)胞壁構(gòu)成微孔構(gòu)成微孔注入核酸注入核酸停頓細(xì)菌的代謝停頓細(xì)菌的代謝合成合成pha

9、ge的成分的成分裂解，釋放。裂解，釋放。烈性噬菌體溶菌烈性噬菌體溶菌2. 溫暖噬菌體溫暖噬菌體temperate phage溫暖噬菌體感染細(xì)菌后，將本人的溫暖噬菌體感染細(xì)菌后，將本人的DNA整合到細(xì)菌整合到細(xì)菌的染色體的染色體DNA中，構(gòu)成原噬菌體中，構(gòu)成原噬菌體prophage)，這一，這一過程稱為溶源化過程稱為溶源化lysogenization)。整合到細(xì)菌染色體的噬菌體整合到細(xì)菌染色體的噬菌體DNA隨細(xì)菌的隨細(xì)菌的染色體復(fù)制而復(fù)制。染色體復(fù)制而復(fù)制。經(jīng)過假設(shè)干世代后才從寄主的染色體上脫經(jīng)過假設(shè)干世代后才從寄主的染色體上脫離下來復(fù)制和合成噬菌體蛋白，組裝成新離下來復(fù)制和合成噬菌體蛋白，組裝

10、成新的噬菌體，并導(dǎo)致菌體細(xì)胞裂解。的噬菌體，并導(dǎo)致菌體細(xì)胞裂解。溫暖型噬菌體溫暖型噬菌體temperate phage： 具有裂解和溶源兩具有裂解和溶源兩種途徑種途徑 ： (1)裂解途徑：和烈裂解途徑：和烈性噬菌體一樣性噬菌體一樣溫暖噬菌體溶源溫暖噬菌體溶源 (2)溶源途徑：溶源途徑：溶源周期經(jīng)誘溶源周期經(jīng)誘導(dǎo)進(jìn)入裂解周導(dǎo)進(jìn)入裂解周期。期。 噬噬菌菌體體的的生生活活史史 噬菌體：噬菌體侵入后，細(xì)菌不裂解,附在E.coli染色體上的gal和bio位點(diǎn)間的att座位上,經(jīng)過交換整合到細(xì)菌染色體，并能阻止其它噬菌體的超數(shù)感染。 P1噬菌體：不整合到細(xì)菌的染色體上，而是獨(dú)立存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。原噬菌體：整

11、合到宿主基因組中的噬菌體。僅少數(shù)基因活動(dòng)，表達(dá)出妨礙物封鎖其它基因。原噬菌體經(jīng)誘導(dǎo)可轉(zhuǎn)變?yōu)榱倚允删w 裂解途徑。 P1和噬菌體的生活周期特性 3、溶源性：、溶源性： 有些細(xì)菌帶有某種噬菌體，但并不立刻導(dǎo)有些細(xì)菌帶有某種噬菌體，但并不立刻導(dǎo)致溶菌，這種景象稱為溶源性，具有溶源性的細(xì)菌致溶菌，這種景象稱為溶源性，具有溶源性的細(xì)菌稱為溶源性細(xì)菌稱為溶源性細(xì)菌lysogenic bacteria，受溫暖，受溫暖噬菌體感染的細(xì)菌，幾乎都成為溶源菌。在細(xì)菌中噬菌體感染的細(xì)菌，幾乎都成為溶源菌。在細(xì)菌中處于埋伏形狀的噬菌體稱為原噬菌體處于埋伏形狀的噬菌體稱為原噬菌體prophage或原病毒或原病毒provi

12、rus，帶有原噬菌體的細(xì)菌稱溶，帶有原噬菌體的細(xì)菌稱溶源性細(xì)菌源性細(xì)菌lysogenic bacterium，失去原噬菌體，失去原噬菌體的細(xì)菌和為非溶源性細(xì)菌的細(xì)菌和為非溶源性細(xì)菌nonlysogenic bacterium。溶源性細(xì)菌有兩個(gè)重要特性: (1)免疫性： 原噬菌體產(chǎn)生一種陰遏蛋白，抑制同類噬菌體DNA的復(fù)制，因此能抵抗同類噬菌體的超感染。 (2)可誘導(dǎo)性： 自發(fā)萬分之一； 紫外線或絲裂霉素90%。 三、噬菌體的突變型 噬菌斑噬菌斑plaque：由于噬菌體的侵染，使細(xì)菌細(xì)胞：由于噬菌體的侵染，使細(xì)菌細(xì)胞裂解，有菌落上出現(xiàn)的一些園形而清亮的小洞。裂解，有菌落上出現(xiàn)的一些園形而清亮的小

13、洞。 1、快速溶菌突變體、快速溶菌突變體 (1)野生型野生型r+構(gòu)成小的噬菌斑構(gòu)成小的噬菌斑1mm，周邊有朦朧的光環(huán)。，周邊有朦朧的光環(huán)。 緣由緣由 ：有兩個(gè)以上的噬菌體侵染一個(gè)細(xì)菌時(shí)，出現(xiàn)溶菌妨：有兩個(gè)以上的噬菌體侵染一個(gè)細(xì)菌時(shí)，出現(xiàn)溶菌妨礙景象，混有裂解和未裂解的細(xì)胞。礙景象，混有裂解和未裂解的細(xì)胞。 (2)快速溶菌突變體快速溶菌突變體rrapid lysis構(gòu)成大的噬菌斑構(gòu)成大的噬菌斑2mm，邊緣明晰。邊緣明晰。 緣由：無溶菌妨礙景象。緣由：無溶菌妨礙景象。 (3)鑒別：噬菌斑大小。鑒別：噬菌斑大小。2、寄主范圍突變體、寄主范圍突變體 (1)野生型h+ 能感染野生型的大腸桿菌Ttos，但

14、不能感染Ttor (2)突變型h 對(duì)Ttos 和Ttor都能感染。 (3)鑒別 ：混合Ttor 和 Ttos ，野生型h+出現(xiàn)混濁噬菌斑，突變型出現(xiàn)清亮噬菌斑。 (4)噬菌體與細(xì)菌的關(guān)系侵染與抗性。部分溶菌3、條件致死突變體、條件致死突變體 所謂條件致死突變型，就是在某些條件下，這些突變型是致死的，那么這些條件就稱為限制條件(restrictive condition)；而在另一些條件下仍可進(jìn)展繁衍，從而得以擴(kuò)增進(jìn)展研討，所以這些條件稱為答應(yīng)條件(permissive condition)。常用的有兩大類條件致死突變： 1“溫度敏感突變(temperature sensitive mutati

15、on) 2“抑制因子敏感突變(suppressor-sensitive mutation, sus)1“溫度敏感突變(temperature sensitive mutation)： 野生型噬茵體能在很大的溫度范圍內(nèi)感染宿主并進(jìn)展繁衍。 熱敏感突變型(heat sensitive mutants，ts)：通常在30(答應(yīng)條件)感染宿主進(jìn)展繁衍，但在40一42(限制條件)條件下就是致死的，不能構(gòu)成噬菌斑； 冷敏感突變型(cold sensitive mutation，cs)：在較低溫度下就是致死的。 緣由：溫度敏感性幾乎總是一種突變的結(jié)果，基因突變后所編碼的蛋白質(zhì)中有一個(gè)氨基酸的交換，而這種蛋白

16、質(zhì)在“限制溫度下不穩(wěn)定而喪失活性。2“抑制因子敏感突變(suppressor-sensitive mutation, sus)： 本質(zhì)是原來正常的密碼子變成了終止密碼子，因此翻譯提早終止，不能構(gòu)成完好肽鏈而產(chǎn)生有活性的蛋白質(zhì)，屬于無義突變nonsence mautation。帶有sus突變的噬菌體在感染一種帶有抑制基因(suppressor, su)(答應(yīng)條件)的宿主菌時(shí)能產(chǎn)生子代，但在感染另一種沒有抑制基因(su)(限制條件)的宿主菌時(shí)，不能產(chǎn)生子代。野生型噬菌體在這兩種宿主中都能產(chǎn)生子代。 sus突變不像“宿主范圍突變那樣影響噬菌體對(duì)宿主的吸附，這種突變的噬菌體能正常地吸附、注入本身的DN

17、A，殺死宿主細(xì)胞，但不產(chǎn)生子代。 1 1抑制因子敏感突變的概念：抑制因子敏感突變的概念：例如：噬菌體例如：噬菌體mRNAmRNA基因基因 細(xì)菌細(xì)菌tRNAtRNA基因反密碼子基因反密碼子 正常正常 突變突變 突變突變 正常正常基因：基因：5TAC 35TAC 35TAG 3 3ATC 55TAG 3 3ATC 53ATG 53ATG 5 mRNA 5UAC 3 5UAG 3 3AUC 5 3AUG 5mRNA 5UAC 3 5UAG 3 3AUC 5 3AUG 5 表型：酪氨酸表型：酪氨酸 終止終止 5UAG 3 5UAG 3 酪氨酸酪氨酸 酪氨酸酪氨酸3AUC 5 3AUC 5 酪氨酸酪氨酸

18、表表5-25-2攜帶不同專注性抑制基因宿主中攜帶不同專注性抑制基因宿主中sussus突變噬菌體的表現(xiàn)突變噬菌體的表現(xiàn)噬菌體基因型噬菌體基因型 宿主菌基因型宿主菌基因型su- su+amb su+och su+opsu- su+amb su+och su+op野生型野生型sus ambersus ambersus ochresus ochresus opalsus opal + + + + + + + + - + + - - + + - - - + - - - + - - - - + - - - +2 2噬菌體的抑制因子敏感突變型類型及表現(xiàn)噬菌體的抑制因子敏感突變型類型及表現(xiàn) 琥珀型琥珀型amb

19、eramberUAGUAG 赭石型赭石型ocherocherUAAUAA 乳白型乳白型opalopal UGA UGA sus突變分為三類；無義抑制基因su本質(zhì)：tRNA基因發(fā)生了突變，例如琥珀型抑制基因su3在UAG密碼于上插入了一個(gè)酪氨酸，這是由于tRNA加基因的反密碼子的一個(gè)突變，tRNATry，正常的反密碼于是GUA，它按擺動(dòng)規(guī)那么譯讀酪氨酸密碼子UAU(C)。su3菌株的tRNATry含有反密碼子CUA，它識(shí)讀琥珀型密碼子UAG，并插入酪氨酸而防止終止。 二無義突變與無義抑制突變二無義突變與無義抑制突變無義突變：指一個(gè)為氨基酸編碼的密碼變?yōu)榻K止密碼的突變。無義突變：指一個(gè)為氨基酸編碼

20、的密碼變?yōu)榻K止密碼的突變。 無義抑制突變：指能抑制無義突變表現(xiàn)的突變。無義抑制突變：指能抑制無義突變表現(xiàn)的突變。 表表5-3 55-3 5種琥珀抑制基因的性質(zhì)種琥珀抑制基因的性質(zhì)琥珀型抑琥珀型抑 插入的插入的 合成的蛋白質(zhì)合成的蛋白質(zhì) 赭石型抑赭石型抑 制基因制基因 氨基酸氨基酸 占野生型占野生型% % 制基因制基因 su1+ su1+ 絲氨酸絲氨酸 28 28 - - su2+ su2+ 谷氨酰胺谷氨酰胺 14 14 - - su3+ su3+ 酪氨酸酪氨酸 55 55 - - su4+ su4+ 酪氨酸酪氨酸 16 16 + + su5+ su5+ 賴氨酸賴氨酸 5 5 + +四、噬菌斑分

21、析四、噬菌斑分析The plaque assay1. 噬菌斑噬菌斑plaque噬菌體感染固體培育基上的菌苔噬菌體感染固體培育基上的菌苔lawn，溶菌后構(gòu)成的圓形清亮的斑。溶菌后構(gòu)成的圓形清亮的斑。Opaque lawn of bacteriaClear areas of plaque2. 噬菌體濃度的測(cè)定方法噬菌體濃度的測(cè)定方法1逐漸稀釋原溶菌液逐漸稀釋原溶菌液10-1、10-3、10-5、 10-72感染平板培育基上的細(xì)菌菌苔感染平板培育基上的細(xì)菌菌苔lawn3計(jì)數(shù)構(gòu)成的噬菌斑計(jì)數(shù)構(gòu)成的噬菌斑4計(jì)算原溶菌液中的噬菌體數(shù)目。計(jì)算原溶菌液中的噬菌體數(shù)目。公式：公式：噬菌斑數(shù)噬菌斑數(shù)/mL稀釋倍數(shù)

22、稀釋倍數(shù)原始噬菌體濃度原始噬菌體濃度=2310510ml原始濃度：原始濃度：phages/ml 噬菌體感染噬菌體感染E.coli第二節(jié)第二節(jié) 噬菌體突變型的重組實(shí)驗(yàn)噬菌體突變型的重組實(shí)驗(yàn)一、一、T2突變型的兩點(diǎn)測(cè)交突變型的兩點(diǎn)測(cè)交但但1010年未引起注重！年未引起注重！11936年年F.M.Burnet發(fā)現(xiàn)了噬菌體能產(chǎn)發(fā)現(xiàn)了噬菌體能產(chǎn)生突變體，構(gòu)成的噬菌斑的外形與野生型生突變體，構(gòu)成的噬菌斑的外形與野生型噬菌體的噬菌斑有明顯的區(qū)別。噬菌體的噬菌斑有明顯的區(qū)別。2Hershey和和Luria的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn) 1946年第年第11屆冷泉港會(huì)議上屆冷泉港會(huì)議上Hershey和和Luria宣布發(fā)現(xiàn)噬菌體宣

23、布發(fā)現(xiàn)噬菌體r、h突變，突變，Delbruck和和Hershey發(fā)表了噬菌體重組。發(fā)表了噬菌體重組。三人獲三人獲1969年年Nobel prize生理或醫(yī)學(xué)生理或醫(yī)學(xué) 噬菌斑的形狀：噬菌斑的形狀： 宿主范圍：宿主范圍：h：噬菌體能在：噬菌體能在E.coli B和和B/2品系上生長(zhǎng)品系上生長(zhǎng)h+：只能在：只能在E.coli B品系上生長(zhǎng)。品系上生長(zhǎng)。3Hershey運(yùn)用兩個(gè)表型特征運(yùn)用兩個(gè)表型特征能在能在B和和B/2混合菌苔上產(chǎn)生透明斑。混合菌苔上產(chǎn)生透明斑。能在能在B和和B/2混合菌苔上產(chǎn)生半透明斑。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?？焖偃芫?，噬菌斑大，邊緣清楚。噬菌

24、斑小，邊緣模糊。噬菌斑小，邊緣模糊。r+：噬菌斑與基因型噬菌斑與基因型B和和B/2混合菌苔混合菌苔4、噬菌體雜交、噬菌體雜交. 親本噬菌體親本噬菌體T2基因型基因型hr+：透明，小斑，邊緣模糊：透明，小斑，邊緣模糊h+r：半透明，大斑，邊緣清楚，：半透明，大斑，邊緣清楚，雜交過程雜交過程混合感染實(shí)驗(yàn)混合感染實(shí)驗(yàn)兩個(gè)親本噬菌體混合感染兩個(gè)親本噬菌體混合感染E.coli B和和B/2，察看菌苔上出現(xiàn)的噬菌斑特征。推斷噬菌察看菌苔上出現(xiàn)的噬菌斑特征。推斷噬菌體的基因型。體的基因型。mixed infection experiments混合感染混合感染mixed infectionE.coliB或或B

25、/2T2 phage5 雜交結(jié)果雜交結(jié)果在在B和和B/2混合菌苔上出現(xiàn)了混合菌苔上出現(xiàn)了4種噬菌斑。種噬菌斑。噬菌斑表型噬菌斑表型推測(cè)基因型推測(cè)基因型親本型親本型透明透明小小h r+半透明半透明大大h+ r重組型重組型半透明半透明小小h+ r+透明透明大大h r半大半大半小半小透小透小透大透大6 重組機(jī)理重組機(jī)理h+rh+rh+rh r+h r+h r+h+rh+rh+rhr+hr+h r+噬菌體染色體在噬菌體染色體在細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制不同的噬菌體染不同的噬菌體染色體在細(xì)菌體內(nèi)色體在細(xì)菌體內(nèi)交換重組交換重組h+rh+rh+r+h+rh+rhr+hr+h rh+rh+r+h+rh r+h

26、rh+r釋放出的釋放出的4種種子代噬菌體子代噬菌體部分噬菌體部分噬菌體DNA重組重組7噬菌體重組值與基因作圖噬菌體重組值與基因作圖重組值的計(jì)算重組值的計(jì)算 重組噬菌體的噬菌斑數(shù)重組噬菌體的噬菌斑數(shù)總噬菌斑數(shù)總噬菌斑數(shù)100%基因圖距基因圖距用兩個(gè)基因的重組值表示基因間的遺用兩個(gè)基因的重組值表示基因間的遺傳間隔。傳間隔。h+r+ + hrtotal plaques100%Hershey和和Rotman1949年的年的T2雜交結(jié)果雜交結(jié)果基因型基因型噬菌斑噬菌斑百分率百分率hr+4276%h+r34h+r+1224%hr12rh248、T2噬菌體的遺傳圖噬菌體的遺傳圖Hershey的迷惑的迷惑 a

27、. Hershey后來分別出多種突變的后來分別出多種突變的T2 噬菌體：噬菌體：r1、r7、r13b.詳細(xì)的雜交分析詳細(xì)的雜交分析用用hr的不同突變體雜交，計(jì)算的不同突變體雜交，計(jì)算h與不同與不同r之間的重組值并繪制遺傳圖。之間的重組值并繪制遺傳圖。h與不同與不同r之間的重組值之間的重組值 雜交雜交子代各種基因型的百分比子代各種基因型的百分比h+r+ hr+h+rhr重祖率重祖率%hr+h+r11242341224hr+h+r75.956326.413hr+h+r130.7459390.941.7r1h24r7h13r13h1.7h與不同與不同r之間的位置關(guān)系之間的位置關(guān)系r1hr7r13r1

28、hr7r13r1hr7r13r1hr7r134種種能夠能夠進(jìn)一步雜交確定各進(jìn)一步雜交確定各r r之間的位置之間的位置r13r7+ r13+r7h r13r7陳列結(jié)果陳列結(jié)果r1hr7r13r1hr7r13或？或？究竟是那種陳列？究竟是那種陳列？Streisinger和和Edgar的判別的判別 10年后年后1964，G. Streisinger和和Edgar研討了噬菌體的很多標(biāo)志基因的雜研討了噬菌體的很多標(biāo)志基因的雜交重組，才判別出交重組，才判別出T2噬菌體的遺傳圖是環(huán)噬菌體的遺傳圖是環(huán)形的。形的。hr1r7r13二、T4噬菌體突變型的三點(diǎn)測(cè)交噬菌體也能進(jìn)展三點(diǎn)測(cè)交06A/9/4突變型：小噬菌斑

29、(m)、快速溶菌、渾濁溶菌班(tu) 往往M 12.9 R 20.8 tu 三三 X174X174突變型的兩點(diǎn)和三點(diǎn)測(cè)交突變型的兩點(diǎn)和三點(diǎn)測(cè)交 P127P127( (一一) ) X174X174的兩點(diǎn)測(cè)交的兩點(diǎn)測(cè)交 兩個(gè)琥珀突變型間雜交兩個(gè)琥珀突變型間雜交 amA x amB amA x amB su+ su+su+: amAsu+: amA、amB su-amB su-基因型：基因型：amA- amB+ amA+ amB- amA+ amB+ amA- amB+ amA+ amB- amA+ amB+ amA+ amB+ amA- amB- amA+ amB+ amA- amB- A+B+

30、X 2 A+B+ X 2 amA-amB amA-amB間重組值：間重組值： X 100% X 100% su+:amA su+:amA、amBamB總數(shù)總數(shù)答應(yīng)條件答應(yīng)條件:只需在這種只需在這種均中才干產(chǎn)生子代均中才干產(chǎn)生子代重組類型兩個(gè)不同抑制因子敏感突變型間的雜交兩個(gè)不同抑制因子敏感突變型間的雜交 sus amber x sus opal sus amber x sus opal 限制條件：限制條件：su+ambersu+amber、opal su-opal su- 基因型：基因型：amb-opal+ amb+opal- amber+opal+amb-opal+ amb+opal- am

31、ber+opal+ amb+opal+ amb-opal- amb+opal+ amb-opal- su+ambersu+amber；su+opalsu+opal10-6 10-210-6 10-2P128 P128 表表5-6 5-6 174174突變型之間雜交察看到的雙因子重組率突變型之間雜交察看到的雙因子重組率( (二二) )X174X174的三點(diǎn)測(cè)交的三點(diǎn)測(cè)交1 1 確定三個(gè)基因的順序的前提條件確定三個(gè)基因的順序的前提條件 只需兩種能夠順序的條件下進(jìn)展；只需兩種能夠順序的條件下進(jìn)展； 例如：要確定例如：要確定amAamA、amBamB、tsCtsC三基因的順序三基因的順序 知：知：am

32、AamA與與amBamB較近，較近，amAamA和和amBamB離離tsCtsC都較遠(yuǎn)；都較遠(yuǎn)； 三個(gè)基因順序有：三個(gè)基因順序有： 或：或：amA amB tsC amA amB tsC 或：或：tsC amA amBtsC amA amB 不存在：不存在：amA tsC amB amA tsC amB 2 2 確定三個(gè)基因的順序原理確定三個(gè)基因的順序原理: : 雜交：雜交：amA + tsC X + amB +amA + tsC X + amB + amA + tsC amA + tsC + amB + + amB + P127 P127 圖圖5-45-4 假設(shè)基因順序是假設(shè)基因順序是: a

33、mA amB tsC: amA amB tsC 實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是: + + tsC: + + tsC為大類，為大類，+為小類為小類 圖圖5-4 (5-4 (正交順序正交順序I I或反交順序或反交順序I) I) 假設(shè)基因順序是假設(shè)基因順序是: tsC amA amB : tsC amA amB 實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是: + + + : + + + 為大類，為大類， tsC + + tsC + + 為小類為小類 圖圖5-4 (5-4 (正交順序正交順序IIII或反交順序或反交順序II) II) 四四 噬菌體基因重組的特點(diǎn)噬菌體基因重組的特點(diǎn) P130 P130四、烈性噬菌體的遺傳體制 噬

34、菌體在雜交中，每個(gè)親代對(duì)子代所提供的遺傳奉獻(xiàn)取決于感染細(xì)菌時(shí)每種親代噬萄體的相對(duì)數(shù)量； 噬菌體的基因重組是發(fā)生在噬菌體的DNA復(fù)制以后，重組型和親本型一同復(fù)制； 噬菌體不同基因型之間可以發(fā)生多次交換； 在噬菌體中基因重組頻率可以隨著宿主細(xì)胞裂解時(shí)間的延伸而添加，直到DNA與外完蛋白裝配成為完好的噬菌體時(shí)，重組才停頓。 因此噬菌體雜交時(shí)，應(yīng)該留意： 控制每種親代噬菌體基因型的投放量： 控制允許發(fā)生復(fù)制和重組的時(shí)間。只需控制這兩個(gè)要素并在規(guī)范條件下進(jìn)展雜交所得重組頻率才干用于繪制近似的遺傳圖。第三節(jié)第三節(jié) 噬菌體突變型的互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)噬菌體突變型的互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)一一X174X174條件致死突變型的互補(bǔ)檢驗(yàn)條件

35、致死突變型的互補(bǔ)檢驗(yàn)( (一一) ) X174 DNAX174 DNA構(gòu)造復(fù)制構(gòu)造復(fù)制 圖圖5-1 5-1 ( (二二) ) X174X174的突變型與互補(bǔ)檢驗(yàn)的突變型與互補(bǔ)檢驗(yàn) 1 1 互補(bǔ)檢驗(yàn)原理互補(bǔ)檢驗(yàn)原理 在限制條件下，能長(zhǎng)出噬菌斑：在限制條件下，能長(zhǎng)出噬菌斑： 闡明：兩個(gè)突變型能發(fā)生功能互補(bǔ)，是兩個(gè)基因。闡明：兩個(gè)突變型能發(fā)生功能互補(bǔ)，是兩個(gè)基因。 在限制條件下，不能長(zhǎng)出噬菌斑：在限制條件下，不能長(zhǎng)出噬菌斑： 闡明：兩個(gè)突變型不能發(fā)生功能互補(bǔ)，是同一基因。闡明：兩個(gè)突變型不能發(fā)生功能互補(bǔ)，是同一基因。 2 2 互補(bǔ)檢驗(yàn)及結(jié)果互補(bǔ)檢驗(yàn)及結(jié)果 P124 表5-4 X174突變的互補(bǔ)檢驗(yàn)結(jié)

36、果 順反子 突 變 型 A am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28, B am14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11, C och6 D am10,amH81, E am3,am6,am27, F am87,am88,am89, amH57,op6, op9,tsh6,ts41D G am9,am32,ts,ts79 H amN1,am23,am80,am90,ts4二二 T4 T4突變型的互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)突變型的互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)第四節(jié)第四節(jié) 噬菌體基因組與原噬菌體噬菌體基因組與原噬菌體一一 噬菌體的基因組：由噬菌體的基因組：由49

37、000bp49000bp構(gòu)成構(gòu)成 1 1 基因分類基因分類 頭部基因：頭部基因： 7 7個(gè)必需基因：相鄰個(gè)必需基因：相鄰 尾部基因：尾部基因： 11 11個(gè)必需基因：相個(gè)必需基因：相鄰鄰 噬菌斑構(gòu)成必需的基因噬菌斑構(gòu)成必需的基因 復(fù)制所需基因：復(fù)制所需基因：O O、P P 裂解、釋放所需基因：裂解、釋放所需基因：S S、R R基因基因 正調(diào)控基因：正調(diào)控基因：N N、Q Q 附著區(qū)：附著區(qū)：attatt； 專注性重組所必需：專注性重組所必需：intint、xisxis 噬菌斑構(gòu)成非必需的基因噬菌斑構(gòu)成非必需的基因 溶源化所需：溶源化所需：CICI、CIICII、CIIICIII 重組所必需：重

38、組所必需：exoexo、red red P133 圖圖5-6 噬菌體的包裝過程 噬菌體的基因組 2 2 噬菌體基因組的構(gòu)造特點(diǎn)噬菌體基因組的構(gòu)造特點(diǎn): :二二 原噬菌體與合子誘導(dǎo)原噬菌體與合子誘導(dǎo) 1 1 原噬菌體：原噬菌體： 2 2 合子誘導(dǎo)：合子誘導(dǎo)： Hfr()X F- Hfr()X F-受體菌裂解受體菌裂解(進(jìn)進(jìn)入入F-F-后后) )b+b+原點(diǎn)原點(diǎn)d+ c+d+ c+a+a+3 3 合子誘導(dǎo)與整合部位確實(shí)定合子誘導(dǎo)與整合部位確實(shí)定 Jacob和Wollman1956年發(fā)現(xiàn)了合子誘導(dǎo)zygotic induction景象，并利用合子誘導(dǎo)確定了幾個(gè)E.coli染色體上原噬菌體的整合位點(diǎn)。

39、他們發(fā)現(xiàn)HfrF所得到的重組子頻率要比HfrF或HfrF要低得多。這是由于在HfrF的雜交中，原噬菌體進(jìn)入無阻遏物的受體細(xì)胞質(zhì)中，進(jìn)展大量復(fù)制使受體細(xì)胞裂解，因此不易得到重組子，此景象就稱為合子誘導(dǎo)。如今我們?cè)倩剡^頭來查閱一下傳送等級(jí)作圖，中斷雜交實(shí)驗(yàn)以及重組作圖都是采用HfrF就是不致產(chǎn)生合子誘導(dǎo)的緣故。第四節(jié)第四節(jié) 噬菌體基因組與原噬菌體噬菌體基因組與原噬菌體 噬菌體整個(gè)基因組如下圖，可分為三個(gè)部分， 左臂：從A到J長(zhǎng)約20kb，其中的基因編碼構(gòu)成頭部、尾部、尾絲對(duì)組裝完好噬菌體所需求的蛋白質(zhì)。中段：長(zhǎng)約20kb，是DNA整合和切出，溶原生長(zhǎng)所需的序列。右臂：長(zhǎng)約10kb，是調(diào)控區(qū)，控制溶菌和溶原生長(zhǎng)最重要的調(diào)控基因和序列、以及DNA復(fù)制起始均在這區(qū)域內(nèi)。左右臂包含DNA復(fù)制、噬菌體構(gòu)造蛋白合成、組裝成熟噬菌體、溶菌生長(zhǎng)所需全部序列；對(duì)溶菌生長(zhǎng)來說，中段是非必需的。三三 原噬菌體的