大三遗传学病毒的遗传分析课件

8病毒的遗传分析8病毒的遗传分析主要内容:1

噬菌体的突变型及基因重组的特点；

*

2噬菌体的重组测验与互补测验；

*

3噬菌体T4rⅡ的缺失作图；

4

噬菌体基因组与位点专一性重组；

5噬菌体的线状染色体与环状连锁图。主要内容:8.1病毒的形态结构与基因组8.1.1病毒的形态结构病毒:一种不具备细胞结构的生物体，只有寄生在宿主细胞中才能生存。其基本结构包含核酸和外壳蛋白。有些病毒的外壳外还有一层脂质或脂蛋白组成的包膜，有的包膜表面还有蛋白质或糖蛋白突出的结构刺突。8.1病毒的形态结构与基因组8.1.1病毒的形态结构病毒大三遗传学病毒的遗传分析课件8.1.2病毒的基因组DNA病毒和RNA病毒；噬菌体的核酸大多为DNA；植物病毒的核酸大多为RNA，少数为DNA；动物病毒部分是RNA，部分是RNA；真菌病毒的核酸大多是RNA。RNA病毒多为单链，线状，有正、负链之分；DNA病毒多为双链，少数为单链正DNA，腺病毒为-DNA；噬菌体多为线状双链DNA。真菌病毒都是双链RNA，藻类病毒都是双链DNA。8.1.2病毒的基因组DNA病毒和RNA病毒；RNA病毒多8.2噬菌体的增殖与突变型8.2.1噬菌体的繁殖（1）烈性噬菌体的增殖如：E.coli的T噬菌体系列（T1-T7）。T偶列噬菌体头部：双链DNA分子颈部：中空的针状结构及外鞘尾部：由基板、尾针和尾丝组成8.2噬菌体的增殖与突变型8.2.1噬菌体的繁殖（1）烈大三遗传学病毒的遗传分析课件大三遗传学病毒的遗传分析课件（2）温和噬菌体的增殖

λ噬菌体的宿主是大肠杆菌K12。噬菌体侵入后，细菌不裂解→附着在E.coli染色体的gal和bio位点间的attλ座位上→整合到细菌染色体上，并能阻止其它λ噬菌体的超数感染。

超数感染：一个细菌受一个以上同种噬菌体感染的现象。①λ噬菌体及其生活周期（2）温和噬菌体的增殖λ噬菌体的宿主是大肠杆菌K12。大三遗传学病毒的遗传分析课件大三遗传学病毒的遗传分析课件大三遗传学病毒的遗传分析课件②P1噬菌体P1噬菌体并不整合到细菌的染色体上，而是独立地存在于细菌细胞质内。②P1噬菌体P1噬菌体并不整合到细菌的染色体上，而是独立地8.2.2噬菌体的突变型（1）条件致死突变型②抑制因子敏感突变（sus）：实质是原来正常的密码子变成了终止密码子，因而翻译提前终止，不能形成完整肽链而产生有活性的蛋白质。①温度敏感突变型:实质是氨基酸的替换，蛋白质失去活性。SUS噬菌体宿主

su-：不产生子代(限制条件）

su+：产生子代（许可条件）8.2.2噬菌体的突变型（1）条件致死突变型②抑制因子噬菌体基因型

宿主菌基因型

su-su+ambsu+ochsu+op野生型susambersusochresusopal

++++-++---+----+表8-2不同宿主菌中sus突变噬菌体的表型根据在带有专一性抑制基因的宿主中的非致死性：Ⅰ琥珀突变（amb):UAG；Ⅱ赭石突变(och):UAAⅢ乳白突变(op):UGA噬菌体基因型宿主菌基因型野生型++

5种琥珀抑制基因的性质琥珀型抑插入的合成的蛋白质赭石型抑制基因氨基酸占野生型%制基因

su1+

丝氨酸

28-su2+

谷氨酰胺

14-

su3+

酪氨酸

55-su4+

酪氨酸

16+su5+

赖氨酸

5+5种琥珀抑制基因的性质琥珀型抑插（2）噬菌体形态和宿主范围的突变型①噬菌斑形态突变型野生型r+：小而边缘模糊的噬菌斑。原因：有两个以上的噬菌体侵染一个细菌时，出现溶菌阻碍现象，混有裂解和未裂解的细胞。突变型r：大而边缘清晰的噬菌斑。原因：无溶菌阻碍现象。鉴别：噬菌斑大小。（2）噬菌体形态和宿主范围的突变型①噬菌斑形态突变型野生型②寄主范围突变型表8-4T4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E.coliBE.coliK(

)

S野生型小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑rI大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑rⅡ

大噬菌斑无噬菌斑（致死）小噬菌斑rⅢ小噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑②寄主范围突变型表8-4T4野生型和突变型的区别类型不8.3噬菌体突变型的重组测验混合感染：两个基因型不同的细胞同时感染一个宿主细胞，也叫双重感染。共同生存在同一个宿主细胞中的两个噬菌体DNA可以发生交换，产生基因重组。

a+b-×a-b+↓a+b-a-b+

亲组合a-b-a+b+重组合8.3噬菌体突变型的重组测验混合感染：两个基因型不同的细胞8.3.1Benzer的重组测验与基因的精细结构分析1）噬菌体杂交实验

r47r+×r+r104r+r+亲组合：r47r+、r+r104重组合：r+r+、r47r104K（

）BB8.3.1Benzer的重组测验与基因的精细结构分析1）噬2）重组值的计算rⅡ+噬菌斑数理论上，重组率=2×10-6实际上，重组率=0.02%。2）重组值的计算rⅡ+噬菌斑数理论上，重组率=2×10-6说明：基因内相邻核苷酸对的突变可发生重组，重组子的单位可小到2bp。基因内部可分，基因是一个功能单位，但不是最小的突变单位和重组单位。T4噬菌体染色体1.8×105bp，1500图距单位。即0.02个图距单位约2bp。说明：基因内相邻核苷酸对的突变可发生重组，重组子的单位可小到8.3.2T2噬菌体的两点测交与作图

T2噬菌斑形态突变型（r-）：快速溶菌型，产生大而界限清晰的噬菌斑；

T2野生型（r+）：缓慢溶菌型，产生小而边缘模糊的噬菌斑。（1）T2噬菌体的突变型8.3.2T2噬菌体的两点测交与作图T2噬菌斑形态T2寄主范围突变型（h-）：能感染大肠杆菌品系1和品系2，产生透明的噬菌斑。T2野生型（h+）：只能感染品系1，因为品系2的细胞表面能阻止T2噬菌体对它的吸附。h+同时感染品系1和品系2，产生半透明的噬菌斑。T2寄主范围突变型（h-）：能感染大肠杆菌品系1和品系2，产E.coli1和2（2）T2噬菌体的杂交

h+r－×h－

r+E.coli1基因型表现型h-r+

亲组合透明,小h+r-

亲组合半透明,大h-r-

重组合

透明,大

h+r+

重组合

半透明,小

E.coli1和2（2）T2噬菌体的杂交(3)重组值的计算要测定不同速溶突变体ra-、rb-、rc-之间的距离，可以分别进行h+ra-×h-ra+、h+rb-×h-rb+、h+rc-×h-rc+重组实验。(3)重组值的计算要测定不同速溶突变体ra-、rb-、rc-杂交组合噬菌斑基因型的%重组值h+r

-h-r+h+r+h-r

-h+ra-×h-ra+34.042.012.012.024%h+rb-×h-rb+32.056.05.96.012.3%h+rc-×h-rc+39.059.00.70.91.6%h+rx-×h-rx+噬菌斑数目及重组值杂交组合噬菌斑基因型的%重组值h+r-h-r+h+r+h-则：ra、rb、rc与h之间的顺序：ra24hrb12.3hrc1.6h4个基因可能的排列：

rarbrch

rarchrb

rarbhrcrahrc

rb则：ra、rb、rc与h之间的顺序：ra24再做杂交:rcrb+×rc+rb结果表明:rc——rb的重组值＞rb——h所以，h应位于rb及rc之间，即：rc——h——rb。rbhrcra再做杂交:rcrb+×rc+rb结果表明:8.3.3λ噬菌体的基因重组与作图噬菌体的5个突变系：s：小噬菌斑；mi：微小噬菌斑；c：完全清亮的噬菌斑；co1：中央具环其余部分清亮的噬菌斑；co2：中央环更浓密其余部分清亮的噬菌斑。野生型：浑浊噬菌斑。8.3.3λ噬菌体的基因重组与作图噬菌体的5个突变系：s：表8-6λ噬菌体sco1mi×

+++的杂交结果类型数目重组率亲本类型+++sco1mi975924单交换Ⅰs+++co1mi30∨∨32单交换Ⅱsco1+++mi61∨∨51双交换型s+mi+co1+5∨∨13合计20913.836.218.32

s3.83co16.21mi

8.32+2×0.86=10.04表8-6λ噬菌体sco1mi×+++的杂交结果m12.9

r

20.8

tu

类型数目重组率亲本类型mrtu++

+34673729单交换Ⅰm+++rtu520∨∨474单交换Ⅱmr+++tu853∨∨965双交换型m+tu+r+162∨∨172合计1034212.920.827.18.3.4T4噬菌体的突变型的三点测交作图m12.9r20.8tu类型数目8.4噬菌体突变型的互补测验１）互补测验：根据基因的功能确定两个基因是否等位的测验方法．２）互补作用：两个突变型细胞的两条同源染色体同处在一个杂合子时，野生型基因补偿突变基因的缺陷而使表型恢复正常。否则，两种突变型一定具有相同的功能损伤。8.4.1互补测验与顺反子8.4噬菌体突变型的互补测验１）互补测验：根据基因的功能确3)反式构型：两个突变分别位于两条同源染色体上的基因组合。4)顺式构型：两个突变位于同一染色体上的基因组合。＋＋－－＋＋－－顺式

反式3)反式构型：两个突变分别位于两条同源染色体上的基因组合。5)互补测验与重组测验的区别：重组测验中检测的是重组类型的产生，以遗传图距的方式确定基因的空间关系；互补测验中检测的是具有亲代基因型的子代噬菌体，即在限制条件下突变型能否生长。T4噬菌体的rⅡ区3000多个突变可分为rⅡA和rⅡB两个互补群。5)互补测验与重组测验的区别：重组测验中检测的是重组类型的121212121212y

+-++1324y+-13246）顺反子、突变子、重组子

1顺反子（cistron）：不同的突变型之间没有互补的功能区，即一个功能水平上的基因。

2突变子（recon):顺反子内部能发生突变的最小单位．

3重组子（muton）：顺反子内部出现重组的最小区间．6）顺反子、突变子、重组子

1顺反子（cistron）7）互补测验结论如果两个隐性突变发生在同一个基因内的两个不同位点上，在反式状态下不能互补，顺式状态下表现互补。若两个突变分别发生在两个相邻的基因内，在反式状态下表现为互补，顺式状态下也表现为互补。7）互补测验结论如果两个隐性突变发生在同一个基8.4.2X174条件致死突变型的互补测验1）互补测验原理在限制条件下，能长出噬菌斑：

说明：两个突变型能发生功能互补，是两个基因。在限制条件下，不能长出噬菌斑：说明：两个突变型不能发生功能互补，是同一基因。8.4.2X174条件致死突变型的互补测验1）互补测验原2互补测验及结果

X174突变的互补测验结果顺反子突变型Aam8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28,Bam14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11,Coch6Dam10,amH81,Eam3,am6,am27,Fam87,am88,am89,amH57,op6,op9,tsh6,ts41DGam9,am32,ts,ts79HamN1,am23,am80,am90,ts42互补测验及结果X174突变的互补测验结果8.4.3T4条件致死突变型的互补试验8-118.4.3T4条件致死突变型的互补试验8-11大三遗传学病毒的遗传分析课件8.4.4基因内互补实质：同一基因内两个不同位点的突变使原来相同的多肽链转变成两条分别在不同位点发生编译的多肽链，而后将这两条多肽构成双重杂合子，表现出不同程度的的酶活性的恢复。

P200（图8-12）8.4.4基因内互补实质：同一基因内两个不同位点的突变使原8.5噬菌体T4rⅡ的缺失突变与作图8.5.1缺失作图原理⑴

缺失突变的特点

①多碱基对的缺失；

②具不可逆性；

③有部分相同缺失的突变型间不能通过重组恢复野生型表型。8.5噬菌体T4rⅡ的缺失突变与作图8.5.1缺失作图⑵缺失作图的原理

凡是能重组且产生野生型的，点突变一定不在缺失区内；凡是不能重组且不产生野生型的，点突变一定在缺失区内。⑵缺失作图的原理8.5.2缺失作图的方法⑴

将待测点突变（X）型先与几个最大的缺失突变体分别杂交，以确定该突变位点所属的大范围；

⑵

将点突变与有关的的几个小缺失突变体分别杂交，以缩小突变位点的范围。8.5.2缺失作图的方法⑴将待测点突变（X）型先与几个最利用T4rⅡ缺失突变型的缺失部位所构建的精细结构图A5利用T4rⅡ缺失突变型的缺失部位所构建的精细结构图A58.6λ噬菌体的基因组与位点专一性重组8.6.1λ噬菌体的基因组头部基因：7个尾部基因：11个复制所需基因：O、P裂解、释放所需基因：S、R基因附着区：att专一性重组：int、xis溶源化所需：CI、CII、CIII重组必需：exo、rex噬菌斑形成必需基因噬菌斑形成非必需基因8.6λ噬菌体的基因组与位点专一性重组8.6.1λ噬菌体大三遗传学病毒的遗传分析课件8.6.2λ原噬菌体与合子诱导合子诱导：Hfr(λ)×F-的杂交中，供体菌带有λ噬菌体,受体菌对λ噬菌体敏感,染色体从供体向受体转移时,当带有λ噬菌体的染色体部位转移进受体细胞后,λ噬菌体立即从供体染色体上脱落下来自主繁殖,最终使受体细胞裂解,释放出游离的噬菌体。b+原点λd+c+a+8.6.2λ原噬菌体与合子诱导合子诱导：Hfr(λ)×8.6.3原噬菌体的整合与切除⑴原噬菌体的整合与正常切除8.6.3原噬菌体的整合与切除⑴原噬菌体的整合与正常切除整合态⑵原噬菌体的异常切除整合态⑵原噬菌体的异常切除⑶温和性噬菌体的互补试验与作图某些

dgal品系与

图谱左臂顺反子中典型sus突变之间重组

dgal1dgal2dgal3dgal4dgal5

susA-++++susB--+++susE---++susG----+susH-----susM-----⑶温和性噬菌体的互补试验与作图某些dgal品系与图谱attP

dgal1dgal2

dgal3dgal4

dgal5A