病毒的傳分析

1、病毒的遺傳分析 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，因為它們沒有一般的細胞結(jié)構(gòu)。在病核生物，因為它們沒有一般的細胞結(jié)構(gòu)。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，所以只能寄生在動物、植物和細菌的細胞內(nèi)繁殖，以只能寄生在動物、植物和細菌的細胞內(nèi)繁殖，它能使宿主細胞的機構(gòu)轉(zhuǎn)而合成它自身新的病它能使宿主細胞的機構(gòu)轉(zhuǎn)而合成它自身新的病毒物質(zhì)。盡管病毒能形成晶體，自身不能進行毒物質(zhì)。盡管病毒能形成晶體，自身不能進行代謝等，但仍將病毒視為生物，因為它們能夠代謝等，但仍將病毒視為生物，因為它們能夠繁殖。繁殖。 病毒離開

2、宿主細胞雖然不能繁殖，但仍可以病毒離開宿主細胞雖然不能繁殖，但仍可以存活。根據(jù)宿主細胞的不同而將病毒分為動物存活。根據(jù)宿主細胞的不同而將病毒分為動物病毒、植物病毒和細菌茵病毒病毒、植物病毒和細菌茵病毒3種。細菌病毒又種。細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：動物病毒動物病毒植物病毒植物病毒細菌病毒細菌病毒-噬菌體噬菌體（bacteriophage, phage)sars病毒顆粒電鏡照片 冠狀病毒sars病毒為單鏈（+）rna病毒，全長2

3、9.725kb,具有11個orf（open reading frames），分別編碼：依賴于rna的rna聚合酶、4種結(jié)構(gòu)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，進化分析，呈一單獨的分支。病毒在增殖過程中雖沒有逆轉(zhuǎn)錄過程，但rna聚合酶沒有矯正機制，變異較大，sars的變種很多。phage t4研究最為廣泛的是研究最為廣泛的是t t噬菌體：噬菌體：viruses - non-living particles -reproduce only within a hostvirus has protein coat + nucleic acid core-

4、 ssdna, dsdna, ssrna, dsrna - may be linear or circular moleculeviral genome integrated into host genome or separate病毒的一般特性：病毒的一般特性：病毒在遺傳學研究中的優(yōu)越性病毒在遺傳學研究中的優(yōu)越性 : :1 1、繁殖快繁殖快, , 世代短世代短。 病毒一小時可繁殖百個。病毒一小時可繁殖百個。2 2、易于培養(yǎng)化學分析易于培養(yǎng)化學分析。 一個試管可裝很多一個試管可裝很多; ; 易于獲得大易于獲得大的數(shù)量用于分析。的數(shù)量用于分析。 3 3、遺傳物質(zhì)簡單遺傳物質(zhì)簡單, , 只含裸露只

5、含裸露dnadna或或rnarna。適用基因結(jié)構(gòu)和。適用基因結(jié)構(gòu)和功能研究。功能研究。4 4、便于研究基因突變便于研究基因突變。 5 5、便于研究基因的作用便于研究基因的作用。 6 6、可用作研究高等生物的簡單模型可用作研究高等生物的簡單模型。 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一、一、1. 噬菌體的形態(tài)噬菌體的形態(tài)（1）20面體，無尾面體，無尾pm-2（2）20面體，有尾面體，有尾spo1（3）絲狀）絲狀m132. 幾種噬菌體的染色體特點幾種噬菌體的染色體特點噬菌體噬菌體宿主宿主核酸核酸染色體染色體染色體長度染色體長度（ m）t-evene.coli雙鏈雙鏈dna線環(huán)線環(huán)

6、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1.83. t4 噬菌噬菌體的結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)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胞上噬菌體吸附到宿主細胞上2. 尾絲鞘收縮，中軸刺穿宿主細胞尾絲鞘收縮，中軸刺穿宿主細胞3. 頭部的頭部的dna被送入宿主細胞被送入宿主細胞4. 在數(shù)分鐘內(nèi)，所有的細菌核酸和蛋白質(zhì)在數(shù)分鐘內(nèi)，所有的細菌核酸和蛋白質(zhì)合成都被抑制。合成都被抑制。5. 噬菌體大分子合成，細菌的核酸被降解。噬菌體大分子合成，細菌的核酸被降

7、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個噬菌體導致細菌被噬菌體基因個噬菌體導致細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. 宿主細胞破裂宿主細胞破裂二、噬菌體的繁殖 1951年，年，j. lederberg 的妻子的妻子esther lederberg證明了證明了lederberg和和tatum使用的使用的k12 e.coli中含有原噬菌體，并命中含有原噬菌體，并命名為名為 。

8、 10年后終于搞清了溶年后終于搞清了溶源化的實質(zhì)。源化的實質(zhì)。二、噬菌體的繁殖 1烈性噬菌體烈性噬菌體（virulent phages） 概念：概念：感染細菌后立即在菌體內(nèi)復(fù)制和合成蛋白質(zhì)外殼，重新組裝成噬菌體顆粒，并導致細菌細胞解體，釋放出噬菌體。 繁殖：繁殖：吸附在特異的受體上酶細胞壁形成微孔注入核酸停止細菌的代謝合成phage的成分裂解，釋放。烈性噬菌體溶菌烈性噬菌體溶菌2. 溫和噬菌體（溫和噬菌體（temperate phage）溫和噬菌體感染細菌后，將自己的溫和噬菌體感染細菌后，將自己的dna整合到細菌整合到細菌的染色體的染色體dna中，形成原噬菌體（中，形成原噬菌體（prophag

9、e)，這一，這一過程稱為溶源化（過程稱為溶源化（lysogenization)。整合到細菌染色體的噬菌體整合到細菌染色體的噬菌體dna隨細菌的隨細菌的染色體復(fù)制而復(fù)制。染色體復(fù)制而復(fù)制。經(jīng)過若干世代后才從寄主的染色體上脫離經(jīng)過若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，組裝成新的下來復(fù)制和合成噬菌體蛋白，組裝成新的噬菌體，并導致菌體細胞裂解。噬菌體，并導致菌體細胞裂解。溫和型噬菌體溫和型噬菌體（temperate phage）： 具有裂解和溶源兩種途徑 ： (1)裂解途徑：裂解途徑：和烈性噬菌體相同溫和噬菌體溶源溫和噬菌體溶源 (2)溶源途徑：溶源途徑：溶源周期經(jīng)誘導進入裂解周期

10、。 噬噬菌菌體體的的生生活活史史 噬菌體：噬菌體侵入后，細菌不裂解,附在e.coli染色體上的gal和bio位點間的att座位上,通過交換整合到細菌染色體，并能阻止其它噬菌體的超數(shù)感染。 p1噬菌體：不整合到細菌的染色體上，而是獨立存在于細胞質(zhì)內(nèi)。原噬菌體：整合到宿主基因組中的噬菌體。僅少數(shù)基因活動，表達出阻礙物關(guān)閉其它基因。原噬菌體經(jīng)誘導可轉(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： 有些細菌帶有某種噬菌體，但并不立即導致溶菌，這種現(xiàn)象稱為溶源性溶源性，具有溶源性的細菌稱為溶源性細菌溶源性細菌（lysogenic bacteria），受溫和噬菌體感染的細菌

11、，幾乎都成為溶源菌。在細菌中處于潛伏狀態(tài)的噬菌體稱為原噬菌體原噬菌體（prophage）或原病毒原病毒（provirus），帶有原噬菌體的細菌稱溶源性細菌溶源性細菌（lysogenic bacterium），失去原噬菌體的細菌和為非溶源性細菌非溶源性細菌（nonlysogenic bacterium）。溶源性細菌有兩個重要特性: (1)免疫性：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，因而能抵抗同類噬菌體的超感染。 (2)可誘導性：可誘導性： 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，使細菌細胞裂解，有菌

12、落上出現(xiàn)的一些園形而清亮的小洞。 1、快速溶菌突變體、快速溶菌突變體 (1)野生型r+形成小的噬菌斑1mm，周邊有朦朧的光環(huán)。 原因原因 ：有兩個以上的噬菌體侵染一個細菌時，出現(xiàn)溶菌溶菌阻礙現(xiàn)象阻礙現(xiàn)象，混有裂解和未裂解的細胞。 (2)快速溶菌突變體r（rapid lysis）形成大的噬菌斑2mm，邊緣清晰。 原因：原因：無溶菌阻礙現(xiàn)象。 (3)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，但不能感染ttor (2)突變型h 對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

13、現(xiàn)清亮噬菌斑。 (4)噬菌體與細菌的關(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限制條件條件(restrictive condition)；而在另一些條件下仍可進行繁殖，從而得以擴增進行研究，所以這些條件稱為許可條件許可條件(permissive condition)。常用的有兩大類條件致死突變： （1）“溫度敏感溫度敏感”突變突變(temperature sensitive mutation) （2）“抑制因子敏感抑制因子敏感”突變突變(suppressor-sensitive mu

14、tation, sus)（1）“溫度敏感溫度敏感”突變突變(temperature sensitive mutation)： 野生型噬茵體能在很大的溫度范圍內(nèi)感染宿主并進行繁殖。 熱敏感突變型熱敏感突變型(heat sensitive mutants，ts)：通常在30(許可條件)感染宿主進行繁殖，但在40一42(限制條件)條件下就是致死的，不能形成噬菌斑； 冷敏感突變型冷敏感突變型(cold sensitive mutation，cs)：在較低溫度下就是致死的。 原因：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)中有一個氨基酸的替換，而這種蛋白質(zhì)在“限制溫度”下不穩(wěn)定而喪失活性

15、。（2）“抑制因子敏感抑制因子敏感”突變突變(suppressor-sensitive mutation, sus)： 實質(zhì)是原來正常的密碼子變成了終止密碼子，因而翻譯提前終止，不能形成完整肽鏈而產(chǎn)生有活性的蛋白質(zhì)，屬于無義突變無義突變（nonsence mautation）。帶有sus突變的噬菌體在感染一種帶有抑制基因抑制基因(suppressor, su)(許可條件)的宿主菌時能產(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，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”那樣影響噬菌體對宿主的吸附，這種突變的噬菌體能正常地吸附、注

16、入自身的dna，殺死宿主細胞，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 細菌細菌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 酪酪氨酸氨酸33a

17、uauc 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 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

18、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 sus突變分為三類；無義抑制基因無義抑制基因（su）實質(zhì)實質(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酪氨酸，這是因為trna加基因的反密碼子的一個突變，trnatry，正常的反密碼于是gua，它按擺動規(guī)則譯讀酪氨酸密碼子uau(c)。su3菌株的trnatry含有反密碼子cua，它識讀琥珀型密碼子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

19、抑制突變無義突變：無義突變：指一個為氨基酸編碼的密碼變?yōu)榻K止密碼的突變。指一個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：指能抑制無義突變表現(xiàn)的突變。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 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+

20、 + 酪氨酸酪氨酸 1616 + + su su5 5+ + 賴氨酸賴氨酸 5 5 + +四、噬菌斑分析（四、噬菌斑分析（the plaque assay）1. 噬菌斑（噬菌斑（plaque）噬菌體感染固體培養(yǎng)基上的菌苔（噬菌體感染固體培養(yǎng)基上的菌苔（lawn），），溶菌后形成的圓形清亮的斑。溶菌后形成的圓形清亮的斑。opaque lawn of bacteriaclear areas of plaque2. 噬菌體濃度的測定方法噬菌體濃度的測定方法（1）逐步稀釋原溶菌液（）逐步稀釋原溶菌液（10-1、10-3、10-5、 10-7）（2）感染平板培養(yǎng)基上的細菌菌苔（）感染平板培養(yǎng)基上的細菌菌

21、苔（lawn）（3）計數(shù)形成的噬菌斑）計數(shù)形成的噬菌斑（4）計算原溶菌液中的噬菌體數(shù)目。）計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)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驗噬菌體突變型的重組實驗一、一、t2突變型的兩點測交突變型的兩點測交但但1010年未引起重視！年未引起重視！（1）1936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，形成的噬菌斑的外形與野生型生突變體，形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。

22、噬菌體的噬菌斑有明顯的區(qū)別。（2）hershey和和luria的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn) 1946年第年第11屆冷泉港會議上屆冷泉港會議上三人獲三人獲1969年年nobel prize（生理或醫(yī)學）（生理或醫(yī)學） 噬菌斑的形態(tài)：噬菌斑的形態(tài)： 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品系上生長品系上生長h+ +：只能在：只能在e.coli b品系上生長。品系上生長。（3）hershey使用兩個表型特征使用兩個表型特征能在能在b和和b/2混合菌苔上產(chǎn)生透明斑?；旌暇ι袭a(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?；旌暇ι袭a(chǎn)生半透明斑。r： 快速溶菌，噬菌斑大，邊緣

23、清楚?？焖偃芫?，噬菌斑大，邊緣清楚。噬菌斑小，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驗混合感染實驗兩個親本噬菌體兩個親本噬菌體混合感染混合感染e.coli b和和b/2，觀察菌苔上出現(xiàn)的噬菌斑特征。推斷噬菌觀察菌苔上出現(xiàn)的噬菌斑特征。推斷噬菌體的基因型。體的基因型。mixed infection experiments

24、混合感染（混合感染（mixed infection）e.colib或或b/2t2 phage（5） 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基因型推測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） 重組機理重組機理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菌體內(nèi)復(fù)制細菌體內(nèi)復(fù)制不同的噬菌

25、體染不同的噬菌體染色體在細菌體內(nèi)色體在細菌體內(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 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算重組值的計算 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基因的重組值表示基因間的遺用兩個基因的重組值表示基因間的遺傳距離。傳距離。（h+ +r+ + + hr）total plaques100%hersh

26、ey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%hr12rh24（8）、）、t2噬菌體的遺傳圖噬菌體的遺傳圖hershey的迷惑的迷惑 a. hershey后來分離出多種突變的后來分離出多種突變的t2 噬菌體：噬菌體：r1、r7、r13b.詳細的雜交分析詳細的雜交分析用用hr的不同突變體雜交，計算的不同突變體雜交，計算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+

27、+hr+ +h+ +rhr重祖率重祖率%hr+ +h+ +r1 11242341224hr+ +h+ +r7 75.956326.413hr+ +h+ +r13130.7459390.941.7r1h24r7h13r13h1.7h與不同與不同r之間的位置關(guān)系之間的位置關(guān)系r1hr7r13r1hr7r13r1hr7r13r1hr7r134種種可能可能進一步雜交確定各進一步雜交確定各r r之間的位置之間的位置r13r7+ + r13+ +r7h r13r7排列結(jié)果排列結(jié)果r1hr7r13r1hr7r13或？或？到底是那種排列？到底是那種排列？streisinger和和edgar的判斷的判斷 10年

28、后（年后（1964），），g. streisinger和和edgar研究了噬菌體的很多標記基因的雜研究了噬菌體的很多標記基因的雜交重組，才判斷出交重組，才判斷出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測交噬菌體也能進行三點測交（06a/9/4）突變型：小噬菌斑(m)、快速溶菌、渾濁溶菌班(tu) 往往m 12.9 r 20.8 tu 三三 x174x174突變型的兩點和三點測交突變型的兩點和三點測交 p127p127( (一一) ) x x174174的兩點測交的兩點測交 兩個琥珀突變型間雜交兩個琥珀突變型間雜交 ama x ambama

29、x amb su+su+su+: amasu+: ama、amb su-amb su-基因型：基因型：amaama- - amb amb+ + ama ama+ + amb amb- - ama ama+ + ambamb+ + ama ama+ + amb amb+ + ama ama- - amb amb- - a a+ +b b+ + x 2x 2 ama-amb ama-amb間重組值：間重組值： x 100% su+:ama su+:ama、ambamb總數(shù)總數(shù)許可條件許可條件:只有在這種只有在這種均中才能產(chǎn)生子代均中才能產(chǎn)生子代重組類型兩個不同抑制因子敏感突變型間的雜交兩個不同抑制

30、因子敏感突變型間的雜交 sus amber x sus opalsus 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- amberamb-opal+ amb+opal- amber+ +opalopal+ + amb+opal+ amb-opal- amb+opal+ amb-opal- su+ambersu+amber；su+opalsu+opal1010-6-6 10 10-2-2p128 p128 表表5-6 5-6 174174突變型之間雜交觀察到的雙因子重

31、組率突變型之間雜交觀察到的雙因子重組率( (二二) ) x174x174的三點測交的三點測交1 1 確定三個基因的順序的前提條件確定三個基因的順序的前提條件 只有兩種可能順序的條件下進行；只有兩種可能順序的條件下進行； 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；都較遠； 三個基因順序有：三個基因順序有： 或：或：ama amb tsc ama amb tsc 或：或：tsc ama ambtsc ama amb 不存在：不存在：ama tsc

32、amb ama tsc amb 2 2 確定三個基因的順序確定三個基因的順序原理原理: : 雜交：雜交：ama + tsc x + amb +ama + tsc x + amb + ama + tscama + tsc + amb + + amb + p127 p127 圖圖5-45-4 如果基因順序是如果基因順序是: : ama amb tscama amb tsc 實驗結(jié)果應(yīng)是實驗結(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) 如果基因順序是如果基因順序是: : tsc ama amb

33、 tsc ama amb 實驗結(jié)果應(yīng)是實驗結(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噬菌體基因重組的特點 p130p130四、烈性噬菌體的遺傳體制 噬菌體在雜交中，每個親代對子代所提供的遺傳貢獻取決于感染細菌時每種親代噬萄體的相對數(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，重組型和親本型一起復(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胞裂解時間的延長而增加，直到dna與外完

34、蛋白裝配成為完整的噬菌體時，重組才停止。 因此噬菌體雜交時，應(yīng)該注意： 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)制和重組的時間。只有控制這兩個因素并在標準條件下進行雜交所得重組頻率才能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試驗噬菌體突變型的互補試驗一一 x x174174條件致死突變型的互補測驗條件致死突變型的互補測驗( (一一) ) x x174 dna174 dna結(jié)構(gòu)復(fù)制結(jié)構(gòu)復(fù)制 圖圖5-1 5-1 ( (二二) ) x x174174的突變型與互補測驗的突變型與互補測驗 1 1 互補測驗原理互補測驗原理 在限制條件下，能長出噬菌斑：在限制條件下，能長出噬菌斑：

35、 說明：說明：兩個突變型能發(fā)生功能互補，是兩個基因。兩個突變型能發(fā)生功能互補，是兩個基因。 在限制條件下，不能長出噬菌斑：在限制條件下，不能長出噬菌斑： 說明：說明：兩個突變型不能發(fā)生功能互補，是同一基因。兩個突變型不能發(fā)生功能互補，是同一基因。 2 2 互補測驗及結(jié)果互補測驗及結(jié)果 p124 p124 表表5-4 5-4 x174x174突變的互補測驗結(jié)果突變的互補測驗結(jié)果 順反子順反子 突突 變變 型型 a am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28,a am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28, b am14,am

36、16,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 f am87,am88,am89, amh57,op6, op9,tsh6,ts41d g am9,am32,ts,ts79 g am9,am32,ts,ts79 h amn1,am23,am80,am90

37、,ts4 h amn1,am23,am80,am90,ts4二二 t4t4突變型的互補試驗突變型的互補試驗第四節(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（必需基因：相鄰）個（必需基因：相鄰） 尾部基因：尾部基因： 1111個（必需基因：相鄰）個（必需基因：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

38、 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 p133 圖圖5-6 噬菌體的包裝過程 噬菌體的基因組 2 2 噬菌體基因組的結(jié)構(gòu)特點噬菌體基因組的結(jié)構(gòu)特點: :二二 原噬菌體與合子誘導原噬菌體與合子誘導 1 1 原噬菌體原噬菌體： 2 2 合子誘導：合子誘導： hfr()x fhfr()x f- -受體菌裂解受體菌裂解(進入進入f-f-后后) )b+b+原點原點d+ c+d+ c

39、+a+a+3 3 合子誘導與整合部位的確定合子誘導與整合部位的確定 jacob和wollman（1956年）發(fā)現(xiàn)了合子誘導（zygotic induction）現(xiàn)象，并利用合子誘導確定了幾個e.coli染色體上原噬菌體的整合位點。他們發(fā)現(xiàn)hfr（）f所得到的重組子頻率要比hfrf（）或hfr（）f（）要低得多。這是由于在hfr（）f的雜交中，原噬菌體進入無阻遏物的受體細胞質(zhì)中，進行大量復(fù)制使受體細胞裂解，因此不易得到重組子，此現(xiàn)象就稱為合子誘導?，F(xiàn)在我們再回過頭來查閱一下傳遞等級作圖，中斷雜交實驗以及重組作圖都是采用hfrf（）就是不致產(chǎn)生合子誘導的緣故。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 噬菌體整個基因組如圖所示，可分為三個部分， 左臂：從a到j(luò)長約20kb，其中的基因編碼構(gòu)成頭部、尾部、尾絲對組裝完整噬菌體所需要的蛋白質(zhì)。中段：長約20kb，是dna整合和切出，溶原生長所需的序列。右臂：長約10kb，是調(diào)控區(qū)，控制溶菌和溶原生