第八章病毒的遺傳

1、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?lè)醋訙y(cè)定；噬菌體的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)與順?lè)醋訙y(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。一一 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

2、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 釋放釋放 子噬菌體。子噬菌體。( (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+ s

3、u- 突變基因突變基因 sus su+sus su+ （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?；颍夯颍?TA5TAC C 3 35TA5TAG G 3 3 3 3ATATC C 5 533ATATG G 5 5 mRNA 5UAmRNA 5UAC C 3 5UA 3 5UAG G 3 3 3 3AUAUC C 5 3 5 3AUAUG G 5 5 表型：酪氨酸表型：酪氨酸 終止終止 5UA5UAG G 3 3 酪酪氨酸氨酸 酪酪氨酸氨

4、酸33AUAUC C 5 5 酪酪氨酸氨酸（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 一般而言，上述三種突變型不能在細(xì)菌中生存，但某些細(xì)菌突變株帶有抑制三種突變型的基因，事實(shí)上是宿主的 tDNA 基因突變，轉(zhuǎn)錄出的tRNA能識(shí)別終止密碼子并按第三位堿基擺動(dòng)的原則，插入相應(yīng)的氨基酸，故噬菌體具有終止密碼子突變型能夠在此類宿主中，利用宿主的抑制突變特性而正常繁殖。無(wú)義突變：無(wú)義突變：指一個(gè)為氨基酸編碼的密

5、碼變?yōu)榻K止密碼的突變。指一個(gè)為氨基酸編碼的密碼變?yōu)榻K止密碼的突變。 無(wú)義抑制突變：無(wú)義抑制突變：指能抑制無(wú)義突變表現(xiàn)的突變。指能抑制無(wú)義突變表現(xiàn)的突變?？焖偃芫蛔冃停嚎焖偃芫蛔冃停? 2 宿主范圍突變型宿主范圍突變型: :3 3 條件致死突變型：條件致死突變型： 1 1 噬菌體雜交實(shí)驗(yàn)噬菌體雜交實(shí)驗(yàn) r r4747r r+ + X r X r+ +r r104104 B B 10 10-6-6 10 10-2-2 B K( B K( ) )親組合：親組合：r r4747r r+ +、r r+ +r r10104 4， r r+ +r r+ + 重組合：重組合：r r+ +r r+ +、r

6、r4747r r104104， 共共525 525 共共370370 2 2 重組值的計(jì)算重組值的計(jì)算 重組值重組值重組噬菌斑數(shù)重組噬菌斑數(shù) X 100 X 100 總噬菌斑數(shù)總噬菌斑數(shù)三三 BenzerBenzer的重組測(cè)驗(yàn)的重組測(cè)驗(yàn) 0.01410.0141在在K(K( ) )上生長(zhǎng)的噬菌斑數(shù)上生長(zhǎng)的噬菌斑數(shù)X2X100X2X100 在在B B上生長(zhǎng)的噬菌斑數(shù)上生長(zhǎng)的噬菌斑數(shù) 370X10370X102 2 X2 X100X2 X100 525X10525X106 6rIIArIIA+ +B X rIIABB X rIIAB+ + 一一 互補(bǔ)試驗(yàn)的概念和原理互補(bǔ)試驗(yàn)的概念和原理 1 互補(bǔ)試

7、驗(yàn)的概念互補(bǔ)試驗(yàn)的概念: rII ArII A+ + B B rII A B rII A B+ + EcoliK(EcoliK( ) ) EcoliK(EcoliK( ) )rII ArII A+ + B BrII A BrII A B+ + 2 2 互補(bǔ)試驗(yàn)的原理互補(bǔ)試驗(yàn)的原理 表型表型 有無(wú)功能互補(bǔ)有無(wú)功能互補(bǔ) 結(jié)論結(jié)論 反式反式: A: A+ + B B A B A B+ + 反式反式: : A A+ + B B A B A B+ + 3 互補(bǔ)試驗(yàn)方法互補(bǔ)試驗(yàn)方法斑點(diǎn)測(cè)試法斑點(diǎn)測(cè)試法4 4 互補(bǔ)試驗(yàn)的意義互補(bǔ)試驗(yàn)的意義突變型突變型 屬同一順?lè)醋訉偻豁樂(lè)醋右吧鸵吧?屬不同順?lè)醋訉俨煌?/p>

8、順?lè)醋? 2 順?lè)丛囼?yàn)：順?lè)丛囼?yàn)：指將兩個(gè)擬突變分別處于順式和反式，指將兩個(gè)擬突變分別處于順式和反式， 根據(jù)其表型確定兩個(gè)突變是否是同一基因的試驗(yàn)。根據(jù)其表型確定兩個(gè)突變是否是同一基因的試驗(yàn)。 3 3 判斷方法判斷方法: : 順式順式 反式反式 分析結(jié)論：兩突變分析結(jié)論：兩突變 + +/- - + -/- + + +/- - + -/- + 表現(xiàn)型表現(xiàn)型 野生型野生型 野生型野生型 屬于兩個(gè)順?lè)醋訉儆趦蓚€(gè)順?lè)醋?表現(xiàn)型表現(xiàn)型 野生型野生型 突變型突變型 屬于同一順?lè)醋訉儆谕豁樂(lè)醋? 1 順?lè)醋拥母拍铐樂(lè)醋拥母拍?表8-8 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?lè)醋禹樂(lè)醋?突

9、突 變變 型型 A am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28, A am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28, B am14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11, B am14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11, C och6 C och6 D am10,amH81, D am10,amH81, E am3,am6,am27, E am3,am6,am27, F am87,am88,am89, amH57,op6, op9,tsh6,ts41D

10、F am87,am88,am89, amH57,op6, op9,tsh6,ts41D G am9,am32,ts,ts79 G am9,am32,ts,ts79 H amN1,am23,am80,am90,ts4 H amN1,am23,am80,am90,ts41 1 基因內(nèi)互補(bǔ)的機(jī)理基因內(nèi)互補(bǔ)的機(jī)理2 2 基因內(nèi)互補(bǔ)與基因間互補(bǔ)的區(qū)別基因內(nèi)互補(bǔ)與基因間互補(bǔ)的區(qū)別一一 缺失的特點(diǎn)缺失的特點(diǎn) 1 1 多多bpbp的缺失；的缺失； 2 2 具不可逆性；具不可逆性； 3 3 有部分相同缺失突變型間不能通過(guò)重組恢復(fù)有部分相同缺失突變型間不能通過(guò)重組恢復(fù) 野生型表型。野生型表型。二二 缺失作圖的優(yōu)點(diǎn)

11、：簡(jiǎn)便、精確缺失作圖的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便、精確三三 缺失作圖的條件缺失作圖的條件四四 缺失作圖的原理缺失作圖的原理 P P202202原理：凡是能重組的，點(diǎn)突變一定不在缺失區(qū)內(nèi)；原理：凡是能重組的，點(diǎn)突變一定不在缺失區(qū)內(nèi)； 凡是不能重組的，點(diǎn)突變一定在缺失區(qū)內(nèi)。凡是不能重組的，點(diǎn)突變一定在缺失區(qū)內(nèi)。步驟：如圖步驟：如圖8-158-15 1 將待測(cè)點(diǎn)突變（將待測(cè)點(diǎn)突變（X X）先與幾個(gè)最大的缺失突變體先與幾個(gè)最大的缺失突變體 分別雜交，從中找出最小不重組和最大可重組分別雜交，從中找出最小不重組和最大可重組 缺失突變；缺失突變； 2 2 從最小不重組區(qū)（從最小不重組區(qū)（PB242PB242）中減去與之重疊

12、的最）中減去與之重疊的最 大重組區(qū)（大重組區(qū)（A105A105）= =點(diǎn)突變的位置（點(diǎn)突變的位置（A5A5區(qū)內(nèi)）。區(qū)內(nèi)）。 3 3 將點(diǎn)突變與將點(diǎn)突變與A5A5區(qū)內(nèi)的幾個(gè)缺失突變體分別雜交區(qū)內(nèi)的幾個(gè)缺失突變體分別雜交 根據(jù)結(jié)果確定：點(diǎn)突變就在根據(jù)結(jié)果確定：點(diǎn)突變就在A5A5區(qū)內(nèi)的區(qū)內(nèi)的c2c2區(qū)內(nèi)。區(qū)內(nèi)。C C2 2一一 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：相鄰）個(gè)（必需基因：相鄰） 尾部基因：尾部基因： 1111個(gè)（必需基因：相鄰）個(gè)（必需基因：相鄰） 噬菌斑形成必需的基因噬菌斑形成必需

13、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 噬菌斑形成非必需的基因噬菌斑形成非必需的基因 溶源化所需：溶源化所需：CICI、CIICII、CIIICIII 重組所必需：重組所必需：exoexo、red red 2 2 噬菌體基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)噬菌體基因組的結(jié)構(gòu)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 FHfr

14、()X F- -受體菌裂解受體菌裂解(進(jìn)入進(jìn)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)與整合部位的確定合子誘導(dǎo)與整合部位的確定1 1 原噬菌體的插入與正常切除原噬菌體的插入與正常切除 P P206206 圖圖 8 8- -1 17 7 2 2 原噬菌體的異常切除原噬菌體的異常切除 P P206206 圖圖8 8- -1 18 8 （1 1）轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體：指帶有細(xì)菌基因的噬菌體。轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體：指帶有細(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)：3 3 溫和性噬菌體的互補(bǔ)試驗(yàn)與作圖溫和性噬菌體的互補(bǔ)試驗(yàn)與作圖 (1)(1)與眾多已知位

15、點(diǎn)的點(diǎn)突變作互補(bǔ)試驗(yàn)，確定缺失區(qū)域與眾多已知位點(diǎn)的點(diǎn)突變作互補(bǔ)試驗(yàn)，確定缺失區(qū)域 (2)(2)用眾多已知缺失區(qū)域的缺失品系對(duì)點(diǎn)突變進(jìn)行缺失作圖用眾多已知缺失區(qū)域的缺失品系對(duì)點(diǎn)突變進(jìn)行缺失作圖整合態(tài)整合態(tài)attPattP dgaldgal1 1 dgaldgal2 2 dgaldgal3 3 dgaldgal4 4 dgaldgal5 5A AB BE EG GH H M M一、噬菌體的整合和切除一、噬菌體的整合和切除l1. -DNA對(duì)E.coli的整合： POP + BOB BOPPOB 需要整合酶(Int拓?fù)洚悩?gòu)酶活性)和整合宿主因子(IHF)參與,非可逆反應(yīng)。l2. -DNA從E.coli

16、的切離： BOPPOB POP + BOB 需要整合酶(Int)、整合宿主因子(IHF)和切除酶(Xis)參與,非可逆反應(yīng)。A. 具有對(duì)特異性DNA強(qiáng)烈親和力的Int與attP和attB位點(diǎn)結(jié)合；B. Int的拓?fù)洚悩?gòu)酶活性，使兩條雙鏈各自斷開(kāi)一條單鏈，瞬間旋轉(zhuǎn)然后交換連接，形成Holliday中間體，C. 在另兩條單鏈之間發(fā)生同樣的斷裂重接，從而完成雙鏈間的重組。 返回l1. POP:O為15bp(核心)富含A-T的非對(duì)稱序列； P為-160 0的160bp序列 P為0 80的80bp序列 共240bpl2. BOB:B為-11 0序列 B為0 11序列 共23bp一一 線狀線狀DNADNA具有環(huán)狀遺傳圖具有環(huán)狀遺傳圖 11 噬菌體噬菌體DNADNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具末端重復(fù)（末端冗余）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具末