第三节噬菌体的遗传分析课件.pptVIP

第 二节噬菌体的遗传分析 一、噬菌体的结构 二、T2 噬菌体的基因重组与作图 三、转导 一、噬菌体的结构 噬菌体(bacteriaphage or phage)是病毒的一类，结构很简单，由一个蛋白质外壳包裹着一些核酸组成的。 噬菌体分烈性噬菌体和温和性噬菌体。 （一）烈性噬菌体（virulent phage） ????遗传学上应用最广泛的烈性噬菌体是大肠杆菌（E.coli）的T偶列噬菌体。它们的结构大同小异，外貌一般呈蝌蚪状。T偶列和T奇列有些不同，以T2的结构最为典型 。 （一）烈性噬菌体（virulent phage） T偶列噬菌体感染细菌时，尾丝附着在E.coli表面时，通过尾鞘的收缩将DNA经中空的尾部注入宿主细胞。DNA进入宿主细胞以后，随即破坏宿主的遗传物质，并借助宿主细胞的代谢系统，转而合成大量的噬菌体DNA 和蛋白质，组装成许多许多新的小噬菌体。最后使宿主细胞裂解（lysis），一下子释放出数百个子代噬菌体， 这样的噬菌体称为烈性噬菌体（virulent Phage）。 （二）温和噬菌体（temperate phage） 温和性噬菌体具有溶原性（lisogeny）的生活周期。这类噬菌体侵入细菌以后，细菌细胞并不马上裂解。 温和性噬菌体有两种类型： 1 λ噬菌体 2 P1 噬菌体 1 λ噬菌体 λ噬菌体侵入细菌后，细菌并不裂解，λ噬菌体的DNA附着于E.coli染色体的gal和bio位点之间的att位点上（attachment site），并通过交换而整合到细菌染色体上。整合以后，就能阻止其它λ噬菌体的超数感染（superinfection）。整合在寄主染色体中的噬菌体称为原噬菌体（prophage）。 1 λ噬菌体 超数感染：一个细菌受一个以上同种噬菌体感染的现象。 1 λ噬菌体 λ噬菌体的DNA被整合以后，既不大量复制，亦不大量转录和翻译。往往只有一两个基因表达，表达产物作为阻遏物关闭其他基因的表达。被溶原性噬菌体感染了的细菌称为溶原性细菌（lysogenic bacterium）。当溶原性细菌分裂成两个子细胞时，λ噬菌体DNA随细菌染色体的复制而复制，每个细胞中有一个拷贝。 1 λ噬菌体 原噬菌体通过诱导（induction）可转变为烈性噬菌体，进入裂解周期。 诱导可以通过不同的方式进行，如UV照射、温度改变、与非溶原性细菌的接合等。 诱导使阻遏物失活，使噬菌体的其他基因得以表达，促使噬菌体繁殖并进入裂解周期。 2 P1 噬菌体 P1 噬菌体感染E.coli以后，不整合到细菌DNA上，而是独立存在于寄主细胞内。P1 DNA可以复制但不裂解宿主细胞，也不影响宿主细胞的正常代谢，但P1 的复制可以使宿主的子细胞中也会有P1 DNA，而且可以多于一个拷贝。 受P1 噬菌体感染的细菌也可以因诱导而进入裂解周期。 二、噬菌体的基因重组 两个基因型不同的噬菌体同时感染一个宿主细胞，叫做混合感染（mixed infection）或双重感染（double infection）。 共同生存在同一个宿主细胞中的两个噬菌体的DNA也可以发生交换，产生基因重组。 二、噬菌体的基因重组 比如，一个噬菌体的基因型是a＋b-，另一个噬菌体的基因型是a-b＋，同时感染同一个宿主细胞，宿主细胞裂解以后，可能释放出基因型为a＋b＋和a-b-的重组体来。研究最深入的噬菌体突变体是T2 噬菌体的r－ （rapid lysis速溶性）突变体。一个正常的T2噬菌体产生的噬菌斑小而边缘模糊，记为r＋，突变体r－产生的噬菌斑大而边缘清晰。 二、噬菌体的基因重组 正常的T2 噬菌体能感染E.coli B株。突变型E.coli B株能抗T2的感染，记为B/2株，T2 噬菌体的突变型h－又能克服B/2株的抗性，既能侵染B株又能侵染B/2株，形成透明的噬菌斑。正常T2噬菌体记为h＋，只能侵染B株，形成半透明的噬菌斑。 二、噬菌体的基因重组 h－和h＋均能感染B株。用基因型为r＋ h－和r－ h＋的两种T2 噬菌体同时感染E.coli B株。这种现象称为双重感染（double infection）。 将双重感染后释放出来的子代噬菌体接种在同时长有B株和B/2株的培养皿内，记录噬菌斑的数目和形态。 二、噬菌体的基因重组 重组值＝ （重组型噬菌斑数/总噬菌斑数） ×100% ＝ （h+r+ + h－r－）/ ( h+r+ + h－r－ + h+r－ + h－r+)×100％ 不同速溶菌突变型的表现型不完全相同，分别记为ra、rb、rc。用r－xh+ × r+h－获得的试验结果见教材表