病毒遗传分析.pptx

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1、第一节第一节 噬菌体的繁殖和突变噬菌体的繁殖和突变型型概述概述 病毒分类病毒分类p119p119一一 噬菌体的繁殖噬菌体的繁殖 （一）（一）烈性噬菌体的感染周期烈性噬菌体的感染周期 （二）（二）温和性噬菌体的感染周期温和性噬菌体的感染周期 1 1 溶源周期：溶源周期：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：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噬释放子噬菌体菌体第1页/共29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）

2、(三三)条件致死突变型条件致死突变型 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-(不具不具备备)突变基因突变基因 sus-su+(sus-su+(具备具备)第2页/共29页（1 1）抑制因子敏感突变的概念：）抑制因子敏感突变的概念：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：5TA5TAC C 3 35TA5TAG G 3 3 3 3ATATC C 5 533ATATG G 5

3、5 mRNA 5UAmRNA 5UAC C 3 5UA 3 5UAG G 3 3 3 3AUAUC C 5 3 5 3AUAUG G 55 表型：表型：酪氨酸酪氨酸 终止终止 5UA5UAG G 3 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页表表5-25-2携带不同专一性抑制基因宿主中携带不同专一性抑制基因宿主中sussus突变噬菌体的突变噬菌体的表现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 ocher

4、sus 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 琥珀型（琥珀型（amberamber）UAGUAG 赭石型（赭石型（ocherocher）UAAUAA 乳白型（乳白型（opalopal）UGAUGA 第4页/共29页（二）无义突变与无义抑制突变（二）无义突变与无义抑制突变无义突变无义突变sus-sus-：为氨基酸编码的密码变为终止密码的突为氨基酸编码的密码变为终止密码的突变。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

5、 55-3 5种琥珀抑制基因的性质种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页第二节第二节 噬菌体突变型的互补试噬菌体突变型的互补试验验(一一)X X174 DNA174 DNA结结构复制构复制 图图5-15-1第6页/共29页(二二)X X1741

6、74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 利利用用互互补补测测验验确确定定顺顺式式排排列列或或反反式式时时能能否否发发生生功功能能互互补补,顺顺式式排排列列能能发发生生功功能能互互补补且且反反式式排排列列也也能能互互补补，属属两两个个顺顺反反子子（两两个个基基因因）。顺顺式式排排列列能能发发生生功功能能互互补补且且反反式式排排列列不不能能互互补补，是是属属一一个个顺反子（一个基因）顺反子（一个基因）第7页/共29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（产生噬群内为什么不能互补（产生噬菌体）？菌体）？互补测验的概念：互补测验的概念：1)

7、1)简单的感染验证突变体互补功简单的感染验证突变体互补功能（互补测验的方法）：能（互补测验的方法）：斑点斑点测试法测试法第8页/共29页2 2 顺反顺反测验及结果测验及结果 P124P124 表表5-4 5-4 X174X174突变的互补测验结果突变的互补测验结果 顺反子顺反子 突突 变变 型型 A A am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28,am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28,B B am14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11,am14,am16,och5,ts9,tsl

8、16,och1,och8,och11,C C och6 och6 D D am10,amH81,am10,amH81,E E am3,am6,am27,am3,am6,am27,F F am87,am88,am89,am87,am88,am89,amH57,op6,amH57,op6,op9,tsh6,ts41D op9,tsh6,ts41D G G am9,am32,ts,ts79 am9,am32,ts,ts79 H H amN1,am23,am80,am90,ts4amN1,am23,am80,am90,ts4第9页/共29页二、二、T4T4突变型的体外互补试验突变型的体外互补试验P12

9、5P125不但要明白体外可以互补，还不但要明白体外可以互补，还要明白这要明白这同体内互补测验一样同体内互补测验一样，同样表明同样表明2727和和2323属于不同的顺属于不同的顺反子即反子即两个基因两个基因第10页/共29页第三节第三节 噬菌体突变的重组试噬菌体突变的重组试验验一、一、T T2 2突变型及特性突变型及特性 细细 菌菌 1 2 1+2快速溶菌突变型：快速溶菌突变型：r 大噬菌斑大噬菌斑.野生型：野生型：r+小噬菌斑小噬菌斑.T2宿主范围野生型宿主范围野生型:h+-半透半透明明T2宿主范围突变型宿主范围突变型:h-+透透明明第11页/共29页二二 T T2 2突变型的两点试突变型的两

10、点试验验(一一)噬菌体杂交噬菌体杂交 h-r+h-r+h+r-h+r-E Ecoli coli 1 1 表现型表现型 基因型基因型透明透明,小小 h-r+h-r+亲组亲组合合半透明半透明,大大 h+r-h+r-亲组亲组合合 透明透明,大大 h-r-h-r-重组重组合合半透明半透明,小小 h+r+h+r+重组重组合合 (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页三三 T4T4突变型的三点试突变型的三点试验验表表5-5 T45-5 T4的的 m r tum r tu

11、 +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 +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

12、.8 tu tu 第13页/共29页三、三、X174X174突变型的两点和三点测交突变型的两点和三点测交 P127P127(一一)X174X174的两点测交的两点测交 两个琥珀突变型间杂两个琥珀突变型间杂交交 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 A+B B+2su-2su-2 2 amA-amB amA-amB间重组值间重组值 1

13、00%100%su+:amA su+:amA、amBamB总数总数第14页/共29页(二二)X174X174的三点测的三点测交交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 只有两种可能顺序的条件下进行；只有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 已已知知：amAamA与与amBamB较较近近，amAamA和和amBamB离离tsCtsC都都较较远远；三个基因顺序有：三个基因顺序有：amA amB tsC amA amB tsC 或或 tsC amA amBtsC amA amB 不存在：不存在：

14、amA tsC amBamA tsC amB 第15页/共29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-宿宿主主选选择择培培养养（3737度）度）存活噬菌斑基因型：存活噬菌斑基因型：+_+_ P127P127 图图5-4 5-4 su-su-宿主宿主3737度、度、4242度度 +_ +_ +amA+tsCamA+tsC+amB+amB+第16页/共29页存活噬菌斑基因型：存活噬菌斑基因型：+_+_实验结果是实验结果是:+tsC:+tsC 为大类，为大类，+为小

15、类为小类基因顺序是基因顺序是:amA amB tsCamA amB tsC实验结果应是实验结果应是:+:+为大类，为大类，tsC+tsC+为小类为小类基因顺序是基因顺序是:tsC amA amBtsC amA amB第17页/共29页第四节第四节 噬菌体基因组与原噬菌噬菌体基因组与原噬菌体体一一 噬菌体的基因组：噬菌体的基因组：由由49000bp49000bp构成构成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：个（必需基因：相邻相邻）尾部基因：尾部基因：1111个（必需基因：个（必需基因：相邻相邻）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

16、O、P P 裂解、释放所需基因：裂解、释放所需基因：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()Hfr()F F因子整合、因子

17、整合、原噬菌体原噬菌体，F-F-无无F F b+b+原点原点d+c+d+c+a+a+3 3、整合部位的确定整合部位的确定第19页/共29页三三 、原噬菌体的插入与切除、原噬菌体的插入与切除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 P135P135图图 5-75-7 2 2、原噬菌体的异常切除原噬菌体的异常切除 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21页/共2

18、9页整合态整合态第22页/共29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突突变之间重组变之间重组 dgaldgal1 1 dgaldgal2 2 dgaldgal3 3 dgaldgal4 4 dgaldgal5 5 susA -+susA -+susB -+susB -+susE -+susE -+susG -+susG -+susH -susH -susM -susM -attPattP dgaldgal1 1 dgaldgal2 2 dgaldgal3 3 dgaldgal4 4 dgaldgal5 5A AB B

19、E EG GH HM M第23页/共29页第五节第五节 环状排列与末端重环状排列与末端重复复一、一、线状线状DNADNA具有环状遗传图具有环状遗传图 1 1、T2T2噬噬菌菌体体DNADNA结结构构特特点点：具具末末端端重重复复（末末端端冗冗余）余）末端冗余末端冗余:DNA:DNA分子两端核苷酸顺序相同现象分子两端核苷酸顺序相同现象.交交换换导导致致环环状状遗遗传传图图环环：基基因因在在遗遗传传图图上上呈呈环环状排列。状排列。图图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、遗传图遗传图呈环状排列的实验证据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、遗传图遗传图的环状排列的环状排列 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exoIII:exoIII:从双链从双链DNA3-DNA3-羟基端逐一羟基端逐一去除单核苷酸，产物去除单核苷酸，产物为双链为双链DNADNA产生长的产生长的单链区单链区第25页/共29页第26页/共29页第27页/共29页第28页/共29页感谢您的观看！第29页/共29页