普通遺傳學(xué)(第五章)

1、第五章第五章 病毒的遺傳分析病毒的遺傳分析 學(xué)習(xí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn): : 1 1 噬菌體的突變型及基因重組的特點(diǎn)噬菌體的突變型及基因重組的特點(diǎn) 2 2 噬菌體的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)與順反子測(cè)定噬菌體的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)與順反子測(cè)定 3 3 用兩點(diǎn)測(cè)交與三點(diǎn)測(cè)交測(cè)定噬菌體交換值用兩點(diǎn)測(cè)交與三點(diǎn)測(cè)交測(cè)定噬菌體交換值 4 4 噬菌體基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)噬菌體基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5 5 原噬菌體對(duì)細(xì)菌基因重組的影響原噬菌體對(duì)細(xì)菌基因重組的影響( (合子誘導(dǎo)）合子誘導(dǎo)） 6 6 噬菌體的線狀染色體與環(huán)狀連鎖圖。噬菌體的線狀染色體與環(huán)狀連鎖圖。第一節(jié)第一節(jié) 噬菌體的繁殖和突變型噬菌體的繁殖和突變型概述概述 病毒分類病毒分類p119p119一一

2、 噬菌體的繁殖噬菌體的繁殖 （一）（一）烈性噬菌體的感染周期烈性噬菌體的感染周期 （二）（二）溫和性噬菌體的感染周期溫和性噬菌體的感染周期 1 1 溶源周期：溶源周期： 原噬菌體原噬菌體: : 溶源性細(xì)菌溶源性細(xì)菌: : 溶源性細(xì)菌的特點(diǎn)溶源性細(xì)菌的特點(diǎn): : 2 2 裂解周期：裂解周期： 溶源性細(xì)菌溶源性細(xì)菌自發(fā)或經(jīng)誘發(fā)自發(fā)或經(jīng)誘發(fā)裂解細(xì)菌裂解細(xì)菌釋放子噬菌體釋放子噬菌體二二 噬菌體的突變型噬菌體的突變型( (一一) )快速溶菌突變型（快速溶菌突變型（r r） ( (二二) )宿主范圍突變型（宿主范圍突變型（h h） ( (三三) ) 條件致死突變型條件致死突變型 1 1 溫度敏感突變型溫度

3、敏感突變型 2 2 抑制因子敏感突變（抑制因子敏感突變（sussus） 噬菌體噬菌體 細(xì)菌細(xì)菌 正?；蛘；?sus+ su- (sus+ su- (不具備不具備) ) 突變基因突變基因 sus- su+ (sus- su+ (具備具備) )（1 1）抑制因子敏感突變的概念：）抑制因子敏感突變的概念：如：噬菌體蛋白基因如：噬菌體蛋白基因 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：5TA5TAC C 3 35TA5TAG G 3 3 3 3ATATC C 5 533ATATG G 5 5 mRNA 5UAmRNA 5UAC C 3 5

4、UA 3 5UAG G 3 3 3 3AUAUC C 5 3 5 3AUAUG G 5 5 表型：表型：酪氨酸酪氨酸 終止終止 5UA5UAG G 3 3 酪酪氨酸氨酸 酪酪氨酸氨酸33AUAUC C 5 5 酪酪氨酸氨酸表表5-25-2攜帶不同專一性抑制基因宿主中攜帶不同專一性抑制基因宿主中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susu- - su su+ +amb suamb su+ +och suoch su+ +opop野生型野生型sus ambersus ambersus ochersus ochersus opalsus op

5、al + + + + + + + + - + + - + + ! - - - - + - - - + - - - - + - - - +（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（amberamber）UAGUAG 赭石型（赭石型（ocherocher）UAAUAA 乳白型（乳白型（opalopal） UGAUGA （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無義突變sus-sus-：為氨基酸編碼的密碼變?yōu)榻K止密碼的突變。為氨基酸編碼的密碼變?yōu)榻K止密碼的突變。 無義抑制突變無義抑制突變su+su+：能抑制無義突變表現(xiàn)

6、的突變。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 su su1 1+ + 絲氨酸絲氨酸 2828 - - su su2 2+ + 谷氨酰胺谷氨酰胺 1414 - - su su3 3+ + 酪氨酸酪氨酸 5555 - - su su4 4+ + 酪氨酸酪氨酸 1616 + + su su5 5+ + 賴氨酸賴氨酸 5 5 + +第二節(jié)第二節(jié) 噬菌體突變型的互補(bǔ)試驗(yàn)噬菌體突變型的互補(bǔ)試驗(yàn)( (一一) ) X

7、 X174 DNA174 DNA結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)制復(fù)制 圖圖5-15-1( (二二) ) X X174174的突變型與互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的突變型與互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)1 1、順反測(cè)驗(yàn)原理、順反測(cè)驗(yàn)原理 利用利用互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)確定順式排列或反式時(shí)能否發(fā)生確定順式排列或反式時(shí)能否發(fā)生功能互補(bǔ)功能互補(bǔ), ,順式排列能發(fā)生功能互補(bǔ)順式排列能發(fā)生功能互補(bǔ)且且反式排列反式排列也能也能互補(bǔ)，屬兩個(gè)順反子（兩個(gè)基因）。順式排互補(bǔ)，屬兩個(gè)順反子（兩個(gè)基因）。順式排列能發(fā)生功能互補(bǔ)列能發(fā)生功能互補(bǔ)且且反式排列反式排列不能不能互補(bǔ)，是屬一互補(bǔ)，是屬一個(gè)順反子（一個(gè)基因）個(gè)順反子（一個(gè)基因）A A群群B B群互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)圖解群互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)圖解1)1)

8、 群內(nèi)為什么不能互補(bǔ)群內(nèi)為什么不能互補(bǔ)（產(chǎn)生噬菌體）？（產(chǎn)生噬菌體）？2)2) 互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的概念：互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的概念：3)3) 簡(jiǎn)單的感染驗(yàn)證突變體簡(jiǎn)單的感染驗(yàn)證突變體互補(bǔ)功能（互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的互補(bǔ)功能（互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的方法）：方法）：斑點(diǎn)測(cè)試法斑點(diǎn)測(cè)試法2 2 順反順反測(cè)驗(yàn)及結(jié)果測(cè)驗(yàn)及結(jié)果 P124P124 表表5-4 5-4 X174X174突變的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)結(jié)果突變的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)結(jié)果 順反子順反子 突突 變變 型型 A A am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28, am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28, B B am14,am16,

9、och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11, am14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11, C C och6 och6 D D am10,amH81, am10,amH81, E E am3,am6,am27, am3,am6,am27, F F am87,am88,am89, amH57,op6, op9,tsh6,ts41D am87,am88,am89, amH57,op6, op9,tsh6,ts41D G G am9,am32,ts,ts79 am9,am32,ts,ts79 H H amN1,am23,am80,am90,ts

10、4amN1,am23,am80,am90,ts4二、二、 T4T4突變型的體外互補(bǔ)試驗(yàn)突變型的體外互補(bǔ)試驗(yàn)P125P125不但要明白體外可以互不但要明白體外可以互補(bǔ)，還要明白這補(bǔ)，還要明白這同體內(nèi)同體內(nèi)互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)一樣互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)一樣，同樣表，同樣表明明2727和和2323屬于不同的順屬于不同的順反子即反子即兩個(gè)基因兩個(gè)基因第三節(jié)第三節(jié) 噬菌體突變的重組試驗(yàn)噬菌體突變的重組試驗(yàn)一、一、 T T2 2突變型及特性突變型及特性 細(xì)細(xì) 菌菌 1 2 1+2快速溶菌突變型：快速溶菌突變型：r 大噬菌斑大噬菌斑 . .野生型：野生型：r+ 小噬菌斑小噬菌斑 . .T2宿主范圍野生型宿主范圍野生型: h + -

11、半透明半透明T2宿主范圍突變型宿主范圍突變型: h- + + 透明透明二二 T T2 2突變型的兩點(diǎn)試驗(yàn)突變型的兩點(diǎn)試驗(yàn)( (一一) ) 噬菌體雜交噬菌體雜交 h-r+ h-r+ h+r- h+r- E Ecoli coli 1 1 表現(xiàn)型表現(xiàn)型 基因型基因型透明透明, ,小小 h-r+ h-r+ 親組合親組合半透明半透明, ,大大 h+r- h+r- 親組合親組合 透明透明, ,大大 h-r- h-r- 重組合重組合半透明半透明, ,小小 h+r+ h+r+ 重組合重組合 ( (二二) ) 噬菌體重組值的計(jì)算噬菌體重組值的計(jì)算 重組噬菌斑數(shù)重組噬菌斑數(shù)重組值重組值 = = 總噬菌斑數(shù)總噬菌斑

12、數(shù)E Ecolicoli：1+21+2 100%100%三三 T4T4突變型的三點(diǎn)試驗(yàn)突變型的三點(diǎn)試驗(yàn)表表5-5 T45-5 T4的的 m r tum r tu + + + + + 三點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果三點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果 類類 型型 噬菌斑數(shù)噬菌斑數(shù) % % 重組頻率重組頻率% % m-r r-tu m-tu m-r r-tu m-tu親本類型親本類型 m r tu 3467 m r tu 3467 + + + 3279 + + + 3279單交換型單交換型 m + + 520m + + 520 + r tu 474 + r tu 474單交換型單交換型 m r + 853m r + 853 + + tu

13、965 + + tu 965雙交換型雙交換型 m + tu 162m + tu 162 + r + 172 + r + 172 合合 計(jì)計(jì) 103421034269.6%69.6%9.6% 9.6% 17.5% 17.5% 3.3% 3.3% 作圖作圖： m m 12.912.9 r r 20.8 20.8 tu tu 27.127.112.912.920.820.8三、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 amA amB amB su+(am

14、ber)su+(amber)su+( amber) su-su+( amber) 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 A+ +B B+ + 2su- 2su- 2 2 amA-amB amA-amB間重組值間重組值 100%100% su+:amA su+:amA、amBamB總數(shù)總數(shù)( (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 只有兩種可能

15、順序的條件下進(jìn)行；只有兩種可能順序的條件下進(jìn)行； 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 已知：已知：amAamA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： amA amB tsC amA amB tsC 或或 tsC amA amBtsC amA amB 不存在：不存在：amA tsC amBamA 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 amA + tsC + amB + + amB + (su+

16、AB,37(su+AB,37度度) ) su- su-宿主選擇培養(yǎng)（宿主選擇培養(yǎng)（3737度）度） 存活噬菌斑基因型：存活噬菌斑基因型：+ + _+ + _ P127P127 圖圖5-4 5-4 su-su-宿主宿主3737度、度、4242度度 + + _ + + + + _ + + +amA + tsCamA + tsC + amB + + amB +存活噬菌斑基因型：存活噬菌斑基因型：+ + _+ + _實(shí)驗(yàn)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)結(jié)果是: + + tsC : + + tsC 為大類，為大類，+ + + + +為小類為小類基因順序是基因順序是: : amA amB tsCamA amB tsC實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)

17、是實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是: + + + : + + + 為大類，為大類， tsC + + tsC + + 為小類為小類基因順序是基因順序是: : tsC amA amBtsC amA amB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：噬菌體的基因組：由由49000bp49000bp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：個(gè)（必需基因：相鄰相鄰） 尾部基因：尾部基因： 1111個(gè)（必需基因：個(gè)（必需基因：相鄰相鄰） 噬菌斑形成必需的基因噬菌斑形成必需的基因 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

18、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； 專一性重組所必需：專一性重組所必需：intint、xisxis 噬菌斑形成非必需基因噬菌斑形成非必需基因 溶源化所需：溶源化所需：CICI、CIICII、CIIICIII 重組所必需：重組所必需：exoexo、red red 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()Hfr() F F- -受體菌裂解受體菌裂解(進(jìn)入進(jìn)入F-)F-) Hfr() Hfr()F F因子整合、因子整合、原噬菌體原噬菌體 ，F(xiàn)-F-無無F

19、F b+b+原點(diǎn)原點(diǎn)d+ c+d+ c+a+a+3 3、整合部位的確定整合部位的確定三三 、原噬菌體的插入與切除、原噬菌體的插入與切除1 1、噬菌體的插入與原噬菌體正常切除噬菌體的插入與原噬菌體正常切除 P135P135圖圖 5-75-7 2 2、原噬菌體的異常切除原噬菌體的異常切除 P135 P135 圖圖5-85-8（1 1）轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體：帶有細(xì)菌基因的噬菌體）轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體：帶有細(xì)菌基因的噬菌體（2 2） d d 轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的特點(diǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的特點(diǎn)局限性轉(zhuǎn)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)3 3、 dgal(dgal( 左臂缺失左臂缺失) ) 整合態(tài)整合態(tài)某些某些 dgaldgal（左臂缺失左臂缺失）品系與品系與 圖譜左臂順反子中典型圖譜左臂順反子中典型sussus突變之間重組突變之間重組 dgaldgal1 1 dgaldgal2 2 dgaldgal3 3 dgaldgal4 4 dgaldgal5 5 susA - + + + +susA - + + + + susB - - + + +susB - - + + + susE - - - + +susE - - - + + susG -