病毒的遗传分析 (2)精选PPT.ppt

关于病毒的遗传分析(2)第1页，讲稿共39张，创作于星期二第一节第一节 噬菌体的遗传基础噬菌体的遗传基础一病毒遗传研究的意义和优越性一病毒遗传研究的意义和优越性 世代周期短，繁殖块，繁殖系数高。世代周期短，繁殖块，繁殖系数高。易于管理和进行生物化学分析。易于管理和进行生物化学分析。遗传物质比较简单，用于研究基因结构、遗传物质比较简单，用于研究基因结构、功能及表达调控机制比较方便。功能及表达调控机制比较方便。便于研究基因的突变。便于研究基因的突变。便于研究基因的作用。便于研究基因的作用。可用作研究高等生物的简单模型。可用作研究高等生物的简单模型。第2页，讲稿共39张，创作于星期二二病毒的拟有性过程二病毒的拟有性过程 拟有性过程拟有性过程:不经过减数分裂和授精作用而不经过减数分裂和授精作用而导致遗传物质的重组的过程，是细菌或病毒导致遗传物质的重组的过程，是细菌或病毒获取外源遗传物质的方式或途径。获取外源遗传物质的方式或途径。第3页，讲稿共39张，创作于星期二三病毒的形态结构与基因组三病毒的形态结构与基因组病毒的形态结构病毒的形态结构第4页，讲稿共39张，创作于星期二病毒的基因组特点病毒的基因组特点病毒的基因组大小相差较大，类型多样；病毒的基因组大小相差较大，类型多样；多数多数RNA病毒的基因组是由连续的核糖核酸病毒的基因组是由连续的核糖核酸链组成，但也有些病毒的基因组链组成，但也有些病毒的基因组RNA由不连续由不连续的几条核酸链组成；的几条核酸链组成；基因重叠基因重叠；冗余序列少或没有；冗余序列少或没有；基因为多顺反子；基因为多顺反子；绝大多数基因组都是单倍体；绝大多数基因组都是单倍体；噬菌体（细胞病毒）的基因是连续的；而真核噬菌体（细胞病毒）的基因是连续的；而真核细胞病毒的基因是不连续的。细胞病毒的基因是不连续的。第5页，讲稿共39张，创作于星期二四病毒的增殖与突变型四病毒的增殖与突变型增增殖殖第6页，讲稿共39张，创作于星期二烈烈性性噬噬菌菌体体生生活活周周期期第7页，讲稿共39张，创作于星期二温和噬菌体生活周期温和噬菌体生活周期第8页，讲稿共39张，创作于星期二噬菌斑形态突变型噬菌斑形态突变型：条件致死突变型：条件致死突变型：在某些条件下，这些突变型是致在某些条件下，这些突变型是致死的，而在另一些条件下仍可进行繁殖，从而得以扩死的，而在另一些条件下仍可进行繁殖，从而得以扩增进行研究。常用的有两大类条件致死突变：增进行研究。常用的有两大类条件致死突变：“抑制抑制因子敏感因子敏感”突变和突变和“温度敏感温度敏感”突变。突变。E.Coli B突变型突变型宿主范宿主范围突变围突变型：型：E.Coli B+B2第9页，讲稿共39张，创作于星期二T4 野生型和突变型的区别野生型和突变型的区别类型不同大肠杆菌菌斑平板上表型BK()S野生型小噬菌斑 小噬菌斑 小噬菌斑r I大噬菌斑 大噬菌斑 大噬菌斑r II大噬菌斑 无噬菌斑（致死）小噬菌斑r III小噬菌斑 大噬菌斑 大噬菌斑第10页，讲稿共39张，创作于星期二第二节第二节 噬菌体突变型的重组测验噬菌体突变型的重组测验一一Benzer的重组测验与基因的精细结构分的重组测验与基因的精细结构分析析Benzer重组实验：重组实验：r47+和和+r104 第11页，讲稿共39张，创作于星期二第12页，讲稿共39张，创作于星期二利用这种方法测得最小重组率的意义利用这种方法测得最小重组率的意义最小测得重组率最小测得重组率=0.02%=0.02 cM T4噬菌体图距噬菌体图距=1500 cM(遗传重组测得遗传重组测得)T4噬菌体噬菌体1.8 105 bp(生物化学测得生物化学测得)回头看作图的精度：回头看作图的精度：0.02cM=2-3bp=1.8 105bp/1500cM 0.02cM第13页，讲稿共39张，创作于星期二二二T2突变型的两点测交与作图突变型的两点测交与作图T T2 2突变型及特性突变型及特性 细细 菌菌 B B2 B+B2快速溶菌突变型：快速溶菌突变型：r 大斑大斑 大斑大斑 大斑大斑 野生型：野生型：r+小斑小斑 小斑小斑 小斑小斑 T2宿主范围野生型宿主范围野生型:h+-半透明半透明T2宿主范围突变型宿主范围突变型:h +透明透明第14页，讲稿共39张，创作于星期二第15页，讲稿共39张，创作于星期二 表现型表现型 基因型基因型透明透明,小小 hr+亲组合亲组合半透明半透明,大大 h+r 亲组合亲组合 透明透明,大大 hr 重组合重组合半透明半透明,小小 h+r+重组合重组合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*100%第16页，讲稿共39张，创作于星期二rxh+与与r+h-杂杂交交结结果果根据上表结果可以分别作出根据上表结果可以分别作出3个连锁图个连锁图 第17页，讲稿共39张，创作于星期二有四种可能的排列顺序有四种可能的排列顺序你能否确定这你能否确定这4 4个基因座的关系？还缺什个基因座的关系？还缺什么条件？怎么解决么条件？怎么解决?为什么？为什么？第18页，讲稿共39张，创作于星期二三三噬菌体的基因重组与作图噬菌体的基因重组与作图 Kaiser(1955)，噬菌体的重组作图。噬菌体的重组作图。用用UV照射获得了照射获得了5个个噬菌体的突变型：噬菌体的突变型：s型，噬菌斑较小，型，噬菌斑较小，mi型，噬菌斑特别小，型，噬菌斑特别小，c型，噬菌斑完全清晰，型，噬菌斑完全清晰，co1型，噬菌斑中间模糊，四周清晰，型，噬菌斑中间模糊，四周清晰，co2型，噬菌斑的中部较型，噬菌斑的中部较co1型更为浓密。型更为浓密。第19页，讲稿共39张，创作于星期二第20页，讲稿共39张，创作于星期二四四T4突变型的三点测交与作图突变型的三点测交与作图 T4的 m r tu +三点试验结果 类 型 噬菌斑数%重组频率%m-r r-tu m-tu亲本类型 m r tu 3467 +3279单交换型 m+520 +r tu 474单交换型 m r+853 +tu 965双交换型 m+tu 162 +r+172 合 计 1034269.6%69.6%9.6%9.6%17.5%17.5%3.3%3.3%作图作图：m 12.9 r 20.8 tu 27.127.112.912.920.820.8第21页，讲稿共39张，创作于星期二第三节第三节 噬菌体突变型的互补测验噬菌体突变型的互补测验一互补测验与顺反子一互补测验与顺反子 P wa wa wY 杏色杏色 白色白色 F1 wa w wa Y(杏色）杏色）F2 wa wa wa w wa Y wY 杏色杏色 白色白色在大量的在大量的F2群体中却出现了群体中却出现了1/1000野生型红眼野生型红眼出现出现 1.1.拟等位现象拟等位现象和顺反位置效和顺反位置效应应第22页，讲稿共39张，创作于星期二P wa+/wa+w/Y F1 wa+/+w wa+/Y （雌配子）（雌配子）（雄配子）（雄配子）wa+w waw +wa+Ywa+w waw +wa+w waw +wa+wa+wa+wa+Y Y Y Y第23页，讲稿共39张，创作于星期二拟等位基因拟等位基因(pseudoalleles)：表型效应相似，功表型效应相似，功能密切相关，在染色体上的位置又紧密连锁的能密切相关，在染色体上的位置又紧密连锁的基因。这些基因产生的表型相似，但位置上并基因。这些基因产生的表型相似，但位置上并不等位。不等位。wa+/+w两个突变分别在两条染色体上，称为两个突变分别在两条染色体上，称为反式反式（trans)，wa w/+两个突变同时排在一条染两个突变同时排在一条染色体上，而另一条染色体上两个位点均正常，色体上，而另一条染色体上两个位点均正常，称为称为顺式（顺式（cis)。反式表现为突变型，顺式排。反式表现为突变型，顺式排列为野生型，这种由于排列方式不同而表型列为野生型，这种由于排列方式不同而表型不同的现象称为不同的现象称为顺反位置效应顺反位置效应（cis-trans position effect)。第24页，讲稿共39张，创作于星期二互补测验（互补测验（complementation test）：）：也称也称顺反顺反测验测验（cis-trans test），），指将两个突变分别处于指将两个突变分别处于顺式和反式，顺式和反式，根据其表型确定两个突变是否根据其表型确定两个突变是否是同一基因的试验（看顺式反式排列是否有功是同一基因的试验（看顺式反式排列是否有功能上的互补）。能上的互补）。2.互补测验原理与方法互补测验原理与方法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）。顺式排列互补，属两个顺反子（两个基因）。顺式排列能发生功能互补且反式排列不能互补，是属一能发生功能互补且反式排列不能互补，是属一个顺反子（一个基因）。个顺反子（一个基因）。第25页，讲稿共39张，创作于星期二第26页，讲稿共39张，创作于星期二斑斑点点测测试试法法（spot test）第27页，讲稿共39张，创作于星期二顺反子：顺反子：Benzer把在反式构型中不能互补的各个把在反式构型中不能互补的各个突变位点在染色体上所占的一个区域称为一个突变位点在染色体上所占的一个区域称为一个顺反子顺反子。一个顺反子就是一个基因，就是一个。一个顺反子就是一个基因，就是一个基因座位，包含多个基因位点，是遗传上的一基因座位，包含多个基因位点，是遗传上的一个功能单位，但不是一个突变单位或重组单位。个功能单位，但不是一个突变单位或重组单位。遗传上的突变单位和重组单位是突变子（遗传上的突变单位和重组单位是突变子（muton)和和重组子重组子(roecon)，突变子是基因内改变后可以产，突变子是基因内改变后可以产生突变表型的最小单位。生突变表型的最小单位。它只相当与一个核苷酸它只相当与一个核苷酸对，不能将其定义为一个基因。对，不能将其定义为一个基因。重组子是基因内重组子是基因内不能有重组分开的遗传单位，不能有重组分开的遗传单位，也不能将其定义为也不能将其定义为一个基因。一个基因。所以：所以：基因可分，可分为很多突变子和重组子。基因可分，可分为很多突变子和重组子。第28页，讲稿共39张，创作于星期二同一基因内两个不同位点突变致使两条原来相同同一基因内两个不同位点突变致使两条原来相同的多肽转变成两条分别在不同位点上发生变异的的多肽转变成两条分别在不同位点上发生变异的多肽链，而后将这两条多肽构成双重杂合子，这多肽链，而后将这两条多肽构成双重杂合子，这两者配合起来，有可能表现出不同程度酶活性的两者配合起来，有可能表现出不同程度酶活性的恢复，这种现象称为基因内互补。恢复，这种现象称为基因内互补。二二T4条件致死突变型的互补测验（自学）条件致死突变型的互补测验（自学）三三 X174的条件致死突变的互补测验（自学）的条件致死突变的互补测验（自学）四基因内互补四基因内互补第29页，讲稿共39张，创作于星期二基因间互补基因内互补发生机率普遍存在只少数能发生缺失突变能不能酶活性同野生型明显低于野生型（仅25%）基因内互补与基因间互补的区别基因内互补与基因间互补的区别第30页，讲稿共39张，创作于星期二第四节第四节 噬菌体噬菌体T4 rII的缺失突变的缺失突变与作图与作图一缺失作图的原理一缺失作图的原理第31页，讲稿共39张，创作于星期二二缺失作图的方法二缺失作图的方法第32页，讲稿共39张，创作于星期二第五节第五节 噬菌体基因组与位点专一性噬菌体基因组与位点专一性重组重组一一 噬菌体的基因组噬菌体的基因组第33页，讲稿共39张，创作于星期二第34页，讲稿共39张，创作于星期二二二 原噬菌体与合子诱导原噬菌体与合子诱导溶原性细菌内存在的整套噬菌体溶原性细菌内存在的整套噬菌体DNA基因组称基因组称为为原噬菌体原噬菌体(prophage)。合子诱导（合子诱导（zygotic induction）现象：）现象：带有原噬带有原噬菌体的菌体的Hfr菌株与敏感性的菌株与敏感性的F-菌株杂交后，由于菌株杂交后，由于噬菌体在受体菌中随即复制，诱导受体菌裂解，噬菌体在受体菌中随即复制，诱导受体菌裂解，这种现象称合子诱导。这种现象称合子诱导。Jacob和和Wollnan（1956年）年）发现。发现。第35页，讲稿共39张，创作于星期二三原噬菌体的整合与切除三原噬菌体的整合与切除第36页，讲稿共39张，创作于星期二第37页，讲稿共39张，创作于星期二5.T4:A Circular Genetic Map but a Linear Chromosome5.T4:A Circular Genetic Map but a Linear Chromosome h42-ac41-r67:three point cross did not show consistancy h42-ac41-r67:three point cross did not show consistancy Terminally redundant or circularly permuted,concatamer,headful package(mechanism)Terminally redundant or circularly permuted,concatamer,headful package(mechanism)第38页，讲稿共39张，创作于星期二感谢大家观看第39页，讲稿共39张，创作于星期二