噬菌體的遺傳分析

1、關(guān)于噬菌體的遺傳分析現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁(yè)，共39頁(yè)一、噬菌體的感染周期n感染周期：是指噬菌體從吸附細(xì)菌到子代噬菌體從宿主細(xì)菌細(xì)胞中放出來(lái)的過(guò)程。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁(yè)，共39頁(yè)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁(yè)，共39頁(yè)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁(yè)，共39頁(yè)1、烈性噬菌體的感染周期n大腸桿菌T4噬菌體：由頭、尾兩部分組成，外：蛋白質(zhì)外殼內(nèi)部：DNA分子。n侵染過(guò)程：nT4噬菌體DNA上約有160個(gè)基因，已定位的有70多個(gè)基因，裝配成完整的噬菌體的全部信息也都在此DNA上。nT4噬菌體的基因的表達(dá)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁(yè)，共39頁(yè)T4噬菌體的侵染過(guò)程現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁(yè)，共39頁(yè)T4噬菌體的基因的表達(dá)：n早前期基因表達(dá)多為調(diào)節(jié)基因

2、，啟動(dòng)自身基因表達(dá)，而抑制大腸桿菌細(xì)胞的DNA合成。n晚前期基因表達(dá)是與DNA復(fù)制有關(guān)的基因。其產(chǎn)物是：核酸酶：降解大腸桿菌的DNA，為自己DNA合成提供游離的核苷酸；DNA復(fù)制有關(guān)的酶：大量合成新T4DNA。n晚期基因表達(dá)是控制形態(tài)發(fā)生過(guò)程的基因；編碼噬菌體結(jié)構(gòu)蛋白的基因。其產(chǎn)物是大部分直接參與外殼的建成和少數(shù)具有酶的作用。n包裝完成后，由噬菌體裂解基因表達(dá)，產(chǎn)生裂解酶。消化宿主細(xì)胞壁?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁(yè)，共39頁(yè)2、溫和噬菌體的感染周期n噬菌體：宿主是大腸桿菌現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁(yè)，共39頁(yè)原噬菌體噬菌體DNA大腸桿菌DNA整合溶源性細(xì)菌溶源周期現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁(yè)，共39頁(yè)噬菌體基因的表達(dá)：n

3、先是早期基因和部分晚期基因的表達(dá) 產(chǎn)物阻遏蛋白。 作用調(diào)節(jié)或抑制自身其它基因的表達(dá)。n噬菌體的整個(gè)基因組整合到宿主染色體的特定區(qū)域，噬菌體的大部分基因處于失活狀態(tài)，隨宿主染色體一起復(fù)制。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁(yè)，共39頁(yè)溶源性細(xì)菌具有2個(gè)重要特性：n免疫性：由于溶源性細(xì)菌產(chǎn)生一種阻遏蛋白（ I ）。這種阻遏蛋白不但可抑制原噬菌體DNA復(fù)制。也可抑制再度感染的同類噬菌體DNA的復(fù)制。故能抵抗同類噬菌體的超感染。n可誘導(dǎo)性：原噬菌體的自發(fā)誘導(dǎo)，每一代可能有1/10000溶源性細(xì)菌被裂解，釋放出大量噬菌體（裂解周期）?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁(yè)，共39頁(yè)裂解非溶源性細(xì)菌裂解周期現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁(yè)，共39頁(yè)n

4、用紫外線或化學(xué)物質(zhì)（絲裂霉素C）誘導(dǎo)，90溶源細(xì)菌進(jìn)入裂解周期?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁(yè)，共39頁(yè)溫和噬菌體n象這種在感染周期中具有裂解和溶源兩種途經(jīng)的噬菌體稱為溫和噬菌體 ?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁(yè)，共39頁(yè)溫和噬菌體的溶菌周期和溶源周期現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁(yè)，共39頁(yè)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁(yè)，共39頁(yè)二、噬菌體的突變型及其互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)v噬菌體的突變型v噬菌體的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)v烈性噬菌體的同源重組 v溫和噬菌體的同源重組 v噬菌體的非同源重組 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁(yè)，共39頁(yè)1、噬菌體的突變型n噬菌斑形態(tài)突變型快速溶菌突變型n寄主范圍突變體n條件致死突變型現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁(yè)，共39頁(yè)1）噬菌斑形態(tài)突變型快速溶菌突變

5、型 野生型噬菌體野生型噬菌體：形成嗜菌斑小、邊緣模糊、中心清晰。 快速溶菌突變型快速溶菌突變型：形成的嗜菌斑大、邊緣清晰、中心清晰?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁(yè)，共39頁(yè)2）寄主范圍突變體n大腸桿菌抗噬菌體突變型：其細(xì)胞壁上由于沒(méi)有野生型噬菌體賴以附著的接受點(diǎn)而表現(xiàn)出抗性。n寄主范圍突變體：其吸附器和野生型的有某些精細(xì)的差別，所以又能吸附在抗噬菌體細(xì)菌的細(xì)胞壁上，侵染并使它們裂解?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁(yè)，共39頁(yè)3）條件致死突變型n噬菌體大部分基因的功能是復(fù)制和產(chǎn)生子代噬菌體所必需的，這些基因的突變是致死的，不能形成噬菌斑，n有些致死突變型在限制條件下是致死的，而在許可條件，可形成噬菌斑，這種突變稱為條

6、件致死突變?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁(yè)，共39頁(yè)2、噬菌體的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)n互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的原理n互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的方法n互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的結(jié)果現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁(yè)，共39頁(yè)1）互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的原理n互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)：是確定突變的功能關(guān)系。nT4的r區(qū)：有3000多個(gè)突變型，所有的r突變都導(dǎo)致喪失合成一種或幾種蛋白質(zhì)的能力，這種蛋白質(zhì)是在大腸桿菌k（）中復(fù)制發(fā)育所必須的。n它們有相同的表現(xiàn)型：這些突變型在大腸桿菌k（）細(xì)胞是致死的，但可在大腸桿菌B菌株的細(xì)胞中增殖?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁(yè)，共39頁(yè)這些突變是否都影響同一種遺傳功能呢？ 即r中這3000多個(gè)突變型是屬于一個(gè)基因還是屬于幾個(gè)基因？現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁(yè)，共39頁(yè)互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)原理n

7、就是用不同的r突變型成對(duì)組合去感染大腸桿菌k（）菌株。如果被雙重感染的細(xì)菌中產(chǎn)生兩種親代基因型的子代噬菌斑（也有少量重組型的噬菌斑），那么就必然是一個(gè)突變型補(bǔ)償了一個(gè)突變型所不具有的功能，這兩個(gè)突變型就稱為彼此互補(bǔ)。如果雙重感染的細(xì)菌不產(chǎn)生子代噬菌體，則這兩種突變型一定有一個(gè)相同功能受到損傷?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁(yè)，共39頁(yè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁(yè)，共39頁(yè)2）互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的方法n斑點(diǎn)測(cè)試斑點(diǎn)測(cè)試法（spot test）：用一種r突變型以去感染大腸桿菌k（）菌株。噬菌體和細(xì)菌在溫?zé)岬沫傊谢旌?，涂布在營(yíng)養(yǎng)平板上，瓊脂凝固后，在平板上所劃出的一定位置上再加一滴含有另一種r突變型的培養(yǎng)基，在這一滴培

8、養(yǎng)基的范圍內(nèi)，一些細(xì)菌就會(huì)被兩種噬菌體所感染。如在這范圍內(nèi)形成噬菌斑，就證明這兩種突變型互補(bǔ)，反之就不能互補(bǔ)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁(yè)，共39頁(yè)突變噬菌體之間的互補(bǔ)作用現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十八頁(yè)，共39頁(yè)3）互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)的結(jié)果n結(jié)果發(fā)現(xiàn)：r突變型可分成rA和rB兩個(gè)互補(bǔ)群 n凡是屬于rA互補(bǔ)群的突變不能互補(bǔ)，同理屬于rB互補(bǔ)群的突變也不能互補(bǔ)，只有rA的突變和rB的突變可以互補(bǔ)，即雙重感染大腸桿菌k（）菌株后可產(chǎn)生子代 ?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十九頁(yè)，共39頁(yè)三、重組實(shí)驗(yàn)nT2噬菌體： r型型：生長(zhǎng)緩慢，噬菌斑小，邊緣模糊。 r型型：快速生長(zhǎng)，噬菌斑大，邊緣清晰 h型型：只能感染Ttos （ 對(duì)T2phage敏感的野生型大腸桿菌），不能感染Ttor（對(duì)T2phage具抗性的突變型大腸桿菌）。 h 型型：能感染Ttos，也能感染Ttor Ttos簡(jiǎn)稱品系1，Ttor簡(jiǎn)稱品系2?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十頁(yè)，共39頁(yè)噬菌體的混合感染E.coliBh-r+h+r-現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十一頁(yè)，共39頁(yè)h -rhr品系1品系2的混合培養(yǎng)物子代噬菌體現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十二頁(yè)，共39頁(yè)h-r+ h+r-中出現(xiàn)的4種噬菌斑表型推導(dǎo)的基因型透明，小h-r+半透明，大h+r-半透明，小h+ r+透明，大h- r-現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十三頁(yè)，共39頁(yè)四種嗜菌斑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十四頁(yè)，共39頁(yè)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十五頁(yè)，共