病毒遗传分析实用教案

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1、第一节第一节 噬菌体的繁殖噬菌体的繁殖(fnzh)(fnzh)和突变型和突变型概述概述 病毒分类病毒分类p119p119一一 噬菌体的繁殖噬菌体的繁殖 （一）烈性噬菌体的感染周期（一）烈性噬菌体的感染周期(zhuq) (zhuq) （二）温和性噬菌体的感染周期（二）温和性噬菌体的感染周期(zhuq)(zhuq) 1 1 溶源周期溶源周期(zhuq)(zhuq)： 原噬菌体原噬菌体: : 溶源性细菌溶源性细菌: : 溶源性细菌的特点溶源性细菌的特点: : 2 2 裂解周期裂解周期(zhuq)(zhuq)： 溶源性细菌溶源性细菌自发或经诱发自发或经诱发裂解细菌裂解细菌释放子释放子噬菌体噬菌体第1页

2、/共29页第一页，共30页。二二 噬菌体的突变型噬菌体的突变型( (一一) )快速溶菌突变型（快速溶菌突变型（r r） ( (二二) )宿主范围突变型（宿主范围突变型（h h） ( (三三) ) 条件致死条件致死(zh s)(zh s)突变型突变型 1 1 温度敏感突变型温度敏感突变型 2 2 抑制因子敏感突变（抑制因子敏感突变（sussus） 噬菌体噬菌体 细菌细菌 正常基因正常基因 sus+ su- ( sus+ su- (不具备不具备) ) 突变基因突变基因 sus- su+ ( sus- su+ (具备具备) )第2页/共29页第二页，共30页。（1 1）抑制因子敏感）抑制因子敏感(m

3、ngn)(mngn)突变的概念：突变的概念：如：噬菌体蛋白基因如：噬菌体蛋白基因 细菌细菌tRNAtRNA基因反密码子基因反密码子 正常正常 突变突变 突变突变 正常正常基因：基因：5TAC 35TAC 35TAG 3 3ATC 55TAG 3 3ATC 53ATG 53ATG 5 mRNA 5UAC 3 5UAG 3 3AUC 5 3AUG 5mRNA 5UAC 3 5UAG 3 3AUC 5 3AUG 5 表型：酪氨酸表型：酪氨酸 终止终止 5UAG 3 5UAG 3 酪酪氨酸氨酸 酪酪氨酸氨酸33AUAUC C 5 5 酪酪氨酸氨酸第3页/共29页第三页，共30页。表表5-25-2携带不

4、同专一性抑制基因携带不同专一性抑制基因(jyn)(jyn)宿主中宿主中sussus突变噬菌体突变噬菌体的表现的表现噬菌体基因型噬菌体基因型 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 opal + + + + + + + + - + + - + + ! - - - - + - - - + - - - - + - - - +（2 2）噬菌体的抑制因子敏感突变型类型及表现）噬菌体的抑制因子敏感突变型类型及表现(b

5、ioxin) (bioxin) 琥珀型（琥珀型（amberamber）UAGUAG 赭石型（赭石型（ocherocher）UAAUAA 乳白型（乳白型（opalopal） UGA UGA 第4页/共29页第四页，共30页。（二）无义（二）无义(w y)(w y)突变与无义突变与无义(w y)(w y)抑制突变抑制突变无义突变无义突变sus-sus-：为氨基酸编码：为氨基酸编码(bin m)(bin m)的密码变为终止密的密码变为终止密码的突变。码的突变。 无义抑制突变无义抑制突变su+su+：能抑制无义突变表现的突变。：能抑制无义突变表现的突变。 表表5-3 55-3 5种琥珀抑制基因的性质种

6、琥珀抑制基因的性质琥珀型抑琥珀型抑 插入的插入的 合成的蛋白质合成的蛋白质 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+ + 丝氨酸丝氨酸 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+ + 赖氨酸赖氨酸 5 5 + +第5页/共29页第五页，共30页。第二节第二节 噬菌体突变型的互补噬菌体突变型的互补(h (h b)b)试验试验( (一一) ) X174 DNAX174 DN

7、A结结构构(jigu)(jigu)复制复制 图图5-15-1第6页/共29页第六页，共30页。( (二二) ) X174X174的突变型与互补测验的突变型与互补测验1 1、顺反测验原理、顺反测验原理 利用互补测验确定顺式排列或反式时能否发生功能利用互补测验确定顺式排列或反式时能否发生功能互补互补, ,顺式排列能发生功能互补且反式排列也能互补，顺式排列能发生功能互补且反式排列也能互补，属两个顺反子（两个基因属两个顺反子（两个基因(jyn)(jyn)）。顺式排列能发生）。顺式排列能发生功能互补且反式排列不能互补，是属一个顺反子（一功能互补且反式排列不能互补，是属一个顺反子（一个基因个基因(jyn)

8、(jyn)）第7页/共29页第七页，共30页。A A群群B B群互补测验图解群互补测验图解群内为什么不能互补（产生噬菌体）？群内为什么不能互补（产生噬菌体）？互补测验的概念：互补测验的概念：简单的感染验证简单的感染验证(ynzhng)(ynzhng)突变体互突变体互补功能（互补测验的方法）：斑补功能（互补测验的方法）：斑点测试法点测试法第8页/共29页第八页，共30页。2 2 顺反测验顺反测验(cyn)(cyn)及结果及结果 P124 表5-4 X174突变的互补(h b)测验结果 顺反子 突 变 型 A am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28, B a

9、m14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11, C och6 D am10,amH81, E am3,am6,am27, F am87,am88,am89, amH57,op6, op9,tsh6,ts41D G am9,am32,ts,ts79 H amN1,am23,am80,am90,ts4第9页/共29页第九页，共30页。二、二、 T4 T4突变型的体外互补突变型的体外互补(h b)(h b)试试验验P125P125不但要明白体外可以不但要明白体外可以(ky)(ky)互补，互补，还要明白这同体内互补测验一样，还要明白这同体内互补测验一样，同样表明同样表

10、明2727和和2323属于不同的顺反子属于不同的顺反子即两个基因即两个基因第10页/共29页第十页，共30页。第三节第三节 噬菌体突变的重组噬菌体突变的重组(zhn z)(zhn z)试验试验一、一、 T2 T2突变型及特性突变型及特性(txng) (txng) 细细 菌菌 1 2 1+2 1 2 1+2快速溶菌突变型：快速溶菌突变型：r r 大噬菌斑大噬菌斑 . . . .野生型：野生型：r+ r+ 小噬菌斑小噬菌斑 . . . .T2T2宿主范围野生型宿主范围野生型: : h h + + - - 半透明半透明T2T2宿主范围突变型宿主范围突变型: : h- + h- + + + 透明透明第

11、11页/共29页第十一页，共30页。二二 T2 T2突变型的两点试突变型的两点试验验(shyn)(shyn)( (一一) ) 噬菌体杂交噬菌体杂交(zjio)(zjio) h-r+ h-r+ h+r- h+r- E Ecoli 1coli 1 表现型表现型 基因型基因型透明透明(tumng),(tumng),小小 h-r+ h-r+ 亲组合亲组合半透明半透明(tumng),(tumng),大大 h+r- h+r- 亲组合亲组合 透明透明(tumng),(tumng),大大 h-r- h-r- 重组合重组合半透明半透明(tumng),(tumng),小小 h+r+ h+r+ 重组合重组合 ( (

12、二二) ) 噬菌体重组值的计算噬菌体重组值的计算 重组噬菌斑数重组噬菌斑数重组值重组值 = = 总噬菌斑数总噬菌斑数E Ecolicoli：1+21+2 100%100%第12页/共29页第十二页，共30页。三三 T4 T4突变型的三点突变型的三点(sn din)(sn din)试验试验表表5-5 T45-5 T4的的 m r tum r tu + + + + + 三点试验结果三点试验结果 类类 型型 噬菌斑数噬菌斑数 % % 重组频率重组频率% % m-r r-tu m-tu m-r r-tu m-tu亲本类型亲本类型 m r tu 3467 m r tu 3467 + + + 3279 +

13、 + + 3279单交换型单交换型 m + + 520m + + 520 + r tu 474 + r tu 474单交换型单交换型 m r + 853m r + 853 + + tu 965 + + tu 965双交换型双交换型 m + tu 162m + tu 162 + r + 172 + r + 172 合合 计计 103421034269.6%69.6%9.6% 9.6% 17.5% 17.5% 3.3% 3.3% 作图作图： m m r r 20.8 20.8 tu tu 第13页/共29页第十三页，共30页。三、三、 X174X174突变型的两点和三点突变型的两点和三点(sn (

14、sn din)din)测交测交 P127 P127( (一一) ) X174X174的两点测交的两点测交 两个两个(lin )(lin )琥珀突变琥珀突变型间杂交型间杂交 amA amA amB amB su+(amber) 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+B+ A+B+ 2su- 2su- 2 2 amA-amB amA-amB

15、间重组间重组(zhn z)(zhn z)值值 100% 100% su+:amA su+:amA、amBamB总数总数第14页/共29页第十四页，共30页。( (二二) )X174X174的三点的三点(sn (sn din)din)测交测交1 1、确定三个基因的顺序的前提条件、确定三个基因的顺序的前提条件 只有只有(zhyu)(zhyu)两种可能顺序的条件下进行；两种可能顺序的条件下进行； 例如：要确定例如：要确定amAamA、amBamB、tsCtsC三基因的顺序三基因的顺序 已知：已知：amAamA与与amBamB较近，较近，amAamA和和amBamB离离tsCtsC都较远；都较远； 三

16、个基因顺序有：三个基因顺序有： amA amB tsC amA amB tsC 或或 tsC amA amB tsC amA amB 不存在：不存在：amA tsC amB amA tsC amB 第15页/共29页第十五页，共30页。 2 2、确定三个基因的顺序原理、确定三个基因的顺序原理: : 杂交：杂交：amA + tsC amA + tsC + amB + + amB + (su+AB,37 (su+AB,37度度) ) su- su-宿主宿主(szh)(szh)选择培养选择培养（3737度）度） 存活噬菌斑基因型：存活噬菌斑基因型：+ + + + _ _ P127 P127 图图5-

17、4 su-5-4 su-宿主宿主(szh)37(szh)37度、度、4242度度 + + _ + + + + + _ + + +amA + tsCamA + tsC + amB + + amB +第16页/共29页第十六页，共30页。存活噬菌斑基因型：存活噬菌斑基因型：+ + _+ + _实验实验(shyn)(shyn)结果是结果是: + + tsC : + + tsC 为大类，为大类，+ + + + +为小类为小类基因顺序是基因顺序是: amA amB tsC: amA amB tsC实验实验(shyn)(shyn)结果应是结果应是: + + + : + + + 为大类，为大类， tsC +

18、 + tsC + + 为小类为小类基因顺序是基因顺序是: tsC amA amB: tsC amA amB第17页/共29页第十七页，共30页。第四节第四节 噬菌体基因组与原噬菌体噬菌体基因组与原噬菌体一一 噬菌体的基因组：由噬菌体的基因组：由49000bp49000bp构成构成(guchng)(guchng)1 1、 基因分类基因分类 头部基因：头部基因： 7 7个（必需基因：相邻）个（必需基因：相邻） 尾部基因：尾部基因： 11 11个（必需基因：相邻）个（必需基因：相邻） 噬菌斑形成必需的基因噬菌斑形成必需的基因 复制所需基因：复制所需基因：O O、P P 裂解、释放所需基因：裂解、释放

19、所需基因：S S、R R基因基因 正调控基因：正调控基因：N N、Q Q 附着区：附着区：attatt； 专一性重组所必需：专一性重组所必需：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 重组所必需：重组所必需：exoexo、red red 第18页/共29页第十八页，共30页。二、二、 原噬菌体与合子诱导原噬菌体与合子诱导 1 1、原噬菌体：原噬菌体： 2 2、合子诱导：、合子诱导： Hfr() Hfr() F- F-受体菌裂解受体菌裂解(进入进入F-)F-) Hfr()F Hfr()F因子因子(ynz

20、)(ynz)整合、整合、原噬原噬菌体菌体 ，F-F-无无FFb+b+原点原点d+ c+d+ c+a+a+3 3、整合部位整合部位(bwi)(bwi)的确定的确定第19页/共29页第十九页，共30页。三三 、原噬菌体的插入、原噬菌体的插入(ch r)(ch r)与切除与切除1 1、噬菌体的插入与原噬菌体正常切除、噬菌体的插入与原噬菌体正常切除 P135 P135图图 5-7 5-7 2 2、原噬菌体的异常、原噬菌体的异常(ychng)(ychng)切除切除 P135 P135 图图5-85-8（1 1）转导噬菌体：带有细菌基因的噬菌体）转导噬菌体：带有细菌基因的噬菌体（2 2）d d 转导噬菌体

21、的特点转导噬菌体的特点局限性转导局限性转导3 3、 dgal(dgal(左臂缺失左臂缺失) ) 第20页/共29页第二十页，共30页。第21页/共29页第二十一页，共30页。整合整合(zhn h)态态第22页/共29页第二十二页，共30页。某些某些 dgaldgal（左臂缺失左臂缺失）品系与品系与 图谱左臂顺反子中典型图谱左臂顺反子中典型sussus突变之间重组突变之间重组 dgaldgal1 1 dgaldgal2 2 dgaldgal3 3 dgaldgal4 4 dgaldgal5 5 susA - + + + +susA - + + + + susB - - + + +susB - -

22、 + + + susE - - - + +susE - - - + + susG - - - - +susG - - - - + susH - - - - -susH - - - - - susM - - - - -susM - - - - -attPattP dgaldgal1 1 dgaldgal2 2 dgaldgal3 3 dgaldgal4 4 dgaldgal5 5A AB BE EG GH HM M第23页/共29页第二十三页，共30页。第五节第五节 环状排列环状排列(pili)(pili)与末端重复与末端重复一、线状一、线状DNADNA具有环状遗传图具有环状遗传图 1 1、T2

23、T2噬菌体噬菌体DNADNA结构特点：具末端重复（末端冗余）结构特点：具末端重复（末端冗余） 末端冗余末端冗余: DNA: DNA分子两端核苷酸顺序相同分子两端核苷酸顺序相同(xin tn)(xin tn)现象现象. . 交换导致环状遗传图环：基因在遗传图上呈环状排列。图交换导致环状遗传图环：基因在遗传图上呈环状排列。图5-15-1 2 2、末端重复的实验证据、末端重复的实验证据 图图5-115-11 3 3、遗传图呈环状排列的实验证据、遗传图呈环状排列的实验证据 P138 P138 图图5-125-12二、环状排列与末端重复的形成二、环状排列与末端重复的形成 1 1、遗传图的环状排列、遗传图

24、的环状排列 图图5-135-13（A A） 2 2、末端重复杂合子的形成、末端重复杂合子的形成 图图5-135-13（B B）第24页/共29页第二十四页，共30页。exoIII:exoIII:从双链从双链DNA3-DNA3-羟羟基基(qingj)(qingj)端逐一去除单端逐一去除单核苷酸，产物为双链核苷酸，产物为双链DNADNA产产生长的单链区生长的单链区第25页/共29页第二十五页，共30页。第26页/共29页第二十六页，共30页。第27页/共29页第二十七页，共30页。第28页/共29页第二十八页，共30页。感谢您的观看(gunkn)！第29页/共29页第二十九页，共30页。NoImage内容(nirng)总结第一节 噬菌体的繁殖和突变型。正常 突变 突变 正常。基因：5TAC 35TAG 3 3ATC 53ATG 5。 。表5-3 5种琥珀(h p)抑制基因的性质。琥珀(h p)型抑 插入的 合成的蛋白质 赭石型抑。su3+ 酪氨酸 55 -第三十页，共30页。