病毒的遺傳分析0

病毒的遺傳分析0第1頁/共64頁病毒的遺傳分析

第2頁/共64頁病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與基因組病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，既不屬于原核生物，也不屬于真核生物。病毒結(jié)構(gòu)十分簡單，僅含DNA或RNA和一個(gè)蛋白質(zhì)外殼，沒有合成蛋白質(zhì)外殼所必須的核糖體。所以，病毒必須感染活細(xì)胞，改變和利用活細(xì)胞的代謝合成機(jī)器，才能合成新的病毒后代。第3頁/共64頁結(jié)構(gòu)簡單：蛋白質(zhì)外殼、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。多樣性的原因：外殼的蛋白質(zhì)種類、染色體類型和結(jié)構(gòu)。第4頁/共64頁第5頁/共64頁表8-1病毒的基因組結(jié)構(gòu)第6頁/共64頁噬菌體的繁殖

（一）烈性噬菌體的感染周期

（二）溫和性噬菌體的感染周期

1溶源周期：原噬菌體:

溶源性細(xì)菌:

溶源性細(xì)菌的特點(diǎn):2裂解周期：溶源性細(xì)菌自發(fā)或經(jīng)誘發(fā)裂解細(xì)菌↓釋放子噬菌體。第7頁/共64頁圖8-2

T4噬菌體的生活周期第8頁/共64頁圖8-3

λ噬菌體的生活周期第9頁/共64頁二噬菌體的突變型(一)快速溶菌突變型（r）由于基因突變能快速復(fù)制，并裂解細(xì)菌的噬菌體類型。r+—野生型，r—突變型。r+—小噬菌斑，r—大噬菌斑且邊緣清晰。(二)宿主范圍突變型（h）h能感染野生型細(xì)菌和突變型細(xì)菌。野生型噬菌體用h+表示，只能侵染野生型菌株。例如：T2噬菌體野生型（h+）—感染B

突變型（h）—感染B，和B/2。若將B和B/2同時(shí)混合培養(yǎng)在平板上，用h+和h的T2噬菌體感染，h—噬菌斑透明的，h+—噬菌班半透明的。第10頁/共64頁(三)

條件致死突變型

1

溫度敏感突變型

2抑制因子敏感突變（sus）噬菌體細(xì)菌

正常基因

sus+su-

突變基因

sussu+

第11頁/共64頁（1）抑制因子敏感突變的概念：例如：噬菌體mRNA基因細(xì)菌tRNA基因反密碼子正常突變突變正?；颍?`TAC3`5`TAG3`3`ATC5`3`ATG5`

mRNA5`UAC3`5`UAG3`3`AUC5`3`AUG5`

表型：酪氨酸終止5`UAG3`酪氨酸酪氨酸3`AUC5`

酪氨酸第12頁/共64頁表5-2攜帶不同專一性抑制基因宿主中sus突變噬菌體的表現(xiàn)噬菌體基因型

宿主菌基因型su-su+ambsu+ochsu+op野生型susambersusochresusopal++++-++

---+----+（2）噬菌體的抑制因子敏感突變型類型及表現(xiàn)

琥珀型（amber）UAG

赭石型（ocher）UAA

乳白型（opal）UGA

第13頁/共64頁（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。無義抑制突變：指能抑制無義突變表現(xiàn)的突變。

表5-35種琥珀抑制基因的性質(zhì)琥珀型抑插入的合成的蛋白質(zhì)赭石型抑制基因氨基酸占野生型%制基因su1+絲氨酸28-su2+谷氨酰胺14-su3+酪氨酸55-su4+酪氨酸16+su5+賴氨酸5+第14頁/共64頁噬菌體突變的重組試驗(yàn)T2突變型及特性細(xì)菌ＢB/2

快速溶菌突變型：r大噬菌斑；野生型：r+小噬菌斑；

T2宿主范圍野生型:h+-半透明

T2宿主范圍突變型:h-++透明第15頁/共64頁雙重感染（混合感染、復(fù)感染）：是指用兩種噬菌體同時(shí)感染某一菌株。例如：噬菌體Ⅰ：hr+即能感染B和B/2菌株產(chǎn)生噬菌斑小而邊緣模糊，即透明、小噬菌斑。

噬菌體Ⅱ：h+r能感染B株，產(chǎn)生約大兩倍的邊緣清楚的噬菌斑，即為半透明、大的噬菌斑。用hr+和h+r兩種噬菌體同時(shí)感染B株，進(jìn)行雙重感染。在雙重感染（相當(dāng)hr+×h+r）的過程中，hr+和h+r相互作用（即基因可以發(fā)生交換），所以在其子代中可以得到hr和h+r+的重組體和hr+及h+r4種噬菌體。第16頁/共64頁

T2突變型的兩點(diǎn)試驗(yàn)(一)

噬菌體雜交

h-r+Xh+r-

EcoliB

表現(xiàn)型基因型透明,小h-r+親組合半透明,大h+r-親組合透明,大h-r-重組合半透明,小h+r+重組合

(二)噬菌體重組值的計(jì)算

重組噬菌斑數(shù)重組值=

總噬菌斑數(shù)Ecoli：B+B/2Ｘ100%第17頁/共64頁圖8-7

T2的h+r-與h-r+

之間雜交重組后的4種噬菌斑形態(tài)第18頁/共64頁表8-5

h＋

rx－

×h－

rx＋噬菌斑數(shù)目及重組值（rx－代表不同的r－基因）第19頁/共64頁第20頁/共64頁第21頁/共64頁第22頁/共64頁

T4突變型的三點(diǎn)試驗(yàn)表5-5T4的mrtux+++三點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果

類型噬菌斑數(shù)%重組頻率%m-rr-tum-tu親本類型mrtu3467+++3279單交換型m++520+rtu474單交換型mr+853++tu965雙交換型m+tu162+r+172

合計(jì)1034269.6%9.6%∨∨17.5%∨∨3.3%∨∨作圖：m12.9r20.8tu

27.112.920.8第23頁/共64頁

X174突變型的兩點(diǎn)和三點(diǎn)測(cè)交

(一)X174的兩點(diǎn)測(cè)交

——兩個(gè)琥珀突變型間雜交

amAxamB

su+su+:amA、amBsu-基因型：amA-amB+amA+amB-amA+amB+amA+amB+amA-amB-A+B+X2amA-amB間重組值：X100%su+:amA、amB總數(shù)第24頁/共64頁兩個(gè)不同抑制因子敏感突變型間的雜交

susamberxsusopal

限制條件：su+amber、opalsu-

基因型：amb-opal+amb+opal-amber+opal+amb+opal+amb-opal-su+amber；su+opal10-610-2

表5-6174突變型之間雜交觀察到的雙因子重組率第25頁/共64頁

X174的三點(diǎn)測(cè)交1確定三個(gè)基因的順序的前提條件只有兩種可能順序的條件下進(jìn)行；

例如：要確定amA、amB、tsC三基因的順序已知：amA與amB較近，amA和amB離tsC都較遠(yuǎn)；三個(gè)基因順序有：或：amAamBtsC

或：tsCamAamB

不存在：amAtsCamB第26頁/共64頁

確定三個(gè)基因的順序原理:

雜交：amA+tsCX+amB+

amA+tsC

+amB+

第27頁/共64頁如果基因順序是:amAamBtsC

實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是:++tsC為大類，+++為小類圖5-4(正交順序I或反交順序I)第28頁/共64頁如果基因順序是:tsCamAamB實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是:+++為大類，tsC++為小類圖5-4(正交順序II或反交順序II)第29頁/共64頁互補(bǔ)試驗(yàn)rIIA+BXrIIAB+

一互補(bǔ)試驗(yàn)的概念和原理

1互補(bǔ)試驗(yàn)的概念:

rIIA+BrIIAB+

EcoliK()EcoliK()rIIA+BrIIAB+第30頁/共64頁

2互補(bǔ)試驗(yàn)的原理

表型有無功能互補(bǔ)結(jié)論反式:A+BAB+反式:

A+BAB+

3互補(bǔ)試驗(yàn)方法——斑點(diǎn)測(cè)試法4互補(bǔ)試驗(yàn)的意義突變型－屬同一順反子野生型＋屬不同順反子第31頁/共64頁第32頁/共64頁二順反子（基因）2順反試驗(yàn)：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)。

3判斷方法:

順式反式分析結(jié)論：兩突變

++/--+-/-+

表現(xiàn)型野生型野生型屬于兩個(gè)順反子表現(xiàn)型野生型突變型屬于同一順反子1順反子的概念第33頁/共64頁遺傳學(xué)GENETICS第34頁/共64頁

噬菌體突變型的互補(bǔ)試驗(yàn)

X174條件致死突變型的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)1X174DNA結(jié)構(gòu)復(fù)制

2X174的突變型與互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)

1互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)原理在限制條件下，能長出噬菌斑：

說明：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，不能長出噬菌斑：

說明：兩個(gè)突變型不能發(fā)生功能互補(bǔ)，是同一基因。第35頁/共64頁第36頁/共64頁2互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)及結(jié)果

P124表5-4X174突變的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)結(jié)果順反子突變型

Aam8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28,Bam14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11,Coch6Dam10,amH81,Eam3,am6,am27,Fam87,am88,am89,amH57,op6,op9,tsh6,ts41DGam9,am32,ts,ts79HamN1,am23,am80,am90,ts4第37頁/共64頁二T4突變型的互補(bǔ)試驗(yàn)第38頁/共64頁第39頁/共64頁三基因內(nèi)互補(bǔ)1

基因內(nèi)互補(bǔ)的機(jī)理第40頁/共64頁基因間互補(bǔ)基因內(nèi)互補(bǔ)發(fā)生機(jī)率普遍存在只少數(shù)能發(fā)生缺失突變能發(fā)生互補(bǔ)不能發(fā)生酶活性同野生型明顯低于野生型（僅25%）2基因內(nèi)互補(bǔ)與基因間互補(bǔ)的區(qū)別第41頁/共64頁缺失作圖一缺失的特點(diǎn)

1

多核苷酸對(duì)的缺失；

2

具不可逆性；

3

有部分相同缺失突變型間不能通過重組恢復(fù)野生型表型。二缺失作圖的優(yōu)點(diǎn)：簡便、精確三缺失作圖的條件：具有缺失品系四缺失作圖的原理原理：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)。第42頁/共64頁缺失作圖的方法步驟：

1

將待測(cè)點(diǎn)突變（X）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缺失突變；

2

從最小不重組區(qū)（PB242）中減去與之重疊的最大重組區(qū)（A105）=點(diǎn)突變的位置（A5區(qū)內(nèi)）。

3

將點(diǎn)突變與A5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A5區(qū)內(nèi)的c2區(qū)內(nèi)。第43頁/共64頁C2第44頁/共64頁噬菌體基因組與原噬菌體

噬菌體的基因組：由49000bp構(gòu)成

1基因分類頭部基因：7個(gè)（必需基因：相鄰）尾部基因：11個(gè)（必需基因：相鄰）噬菌斑形成必需的基因復(fù)制所需基因：O、P

裂解、釋放所需基因：S、R基因正調(diào)控基因：N、Q

附著區(qū)：att；專一性重組所必需：int、xis

噬菌斑形成非必需的基因溶源化所需：CI、CII、CIII

重組所必需：exo、red第45頁/共64頁P(yáng)133圖5-6第46頁/共64頁噬菌體基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):二原噬菌體與合子誘導(dǎo)

1原噬菌體：

2合子誘導(dǎo)：

Hfr(λ)XF-→受體菌裂解(λ進(jìn)入F-后)b+原點(diǎn)λd+c+a+

合子誘導(dǎo)與整合部位的確定第47頁/共64頁三原噬菌體的插入與切除1

原噬菌體的插入與正常切除

2原噬菌體的異常切除

（1）轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體：指帶有細(xì)菌基因的噬菌體。

（2）d轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的特點(diǎn)：3

溫和性性噬菌體的互補(bǔ)試驗(yàn)與作圖(1)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P136(2)用眾多已知缺失區(qū)域的缺失品系對(duì)點(diǎn)突變進(jìn)行缺失作圖第48頁/共64頁第49頁/共64頁整合態(tài)第50頁/共64頁某些dgal品系與圖譜左臂順反子中典型sus突變之間重組dgal1dgal2dgal3dgal4dgal5susA-++++susB--+++susE---++susG----+susH-----susM-----attPdgal1dgal2

dgal3dgal4

dgal5ABEGHM第51頁/共64頁第五節(jié)環(huán)狀排列與末端重復(fù)一線狀DNA具有環(huán)狀遺傳圖

1

噬菌體DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具末端重復(fù)（末端冗余）末端冗余:指DNA分子兩端核苷酸順序相同的現(xiàn)象.

致環(huán)交換：指基因在遺傳圖上呈環(huán)狀排列。

2

末端重復(fù)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

3

基因呈環(huán)狀排列的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

二環(huán)狀排列與末端重復(fù)的形成

1

基因的環(huán)狀排列

2

末端重復(fù)雜合子的形成

第52頁/共64頁第53頁/共64頁第54頁/共64頁第55頁/共64頁第56頁/共64頁第57頁/共64頁第五節(jié)斷裂基因與重疊基因一隔裂基因：

1概念：隔裂基因：外顯子內(nèi)含子外顯子內(nèi)含子外顯子內(nèi)含子外顯子成熟mRNA帽5′AAAA…拖尾序列剪接加工

前體mRNA(hnmRNA)轉(zhuǎn)錄

2Chambon規(guī)則（GT—AG規(guī)則）內(nèi)含子：5`端G90T90————A85G853`

可能是剪接酶的識(shí)別信號(hào)。第58頁/共64頁第59頁/共64頁3斷裂基因