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1、1,噬菌体,噬菌体的生活周期噬菌体的基因组噬菌体的复制噬菌体基因的转录和调控噬菌体溶源途径与裂解途径的调节,2,一、噬菌体的生活周期,3,分子量为31X106dal，温和噬菌体 已经定位的基因有61个,必要基因,非必要基因,二、噬菌体的基因组,4,Lambda噬菌体的遗传图谱,5,噬菌体基因组的结构 粘性末端 寄主细胞内环化 COS位点,3,5,12个核苷酸,12个核苷酸,6,环化状态下,噬菌体DNA分子的长度为48,502碱基对,7,例如，头部、尾部、复制及重组四大功能的基因，各自聚集成四个特殊的基因簇。,8,9,噬菌体头部蛋白质合成基因,尾部蛋白质合成基因,复制基因O和P,重组基因,删除和
2、整合作用的基因,调节基因除了N和Q之外( 抗终止因子)，还有c、cro、c、c四个基因,溶菌基因,10,三、噬菌体DNA的复制,噬菌体DNA以两种状态存在， 、是在成熟的噬菌体颗粒中包装的DNA，呈线状，具有感染性 、是感染宿主细胞后立即环化，成为营养体状态,11,O蛋白以二聚体形式结合在4个oriC重复序列上此区域DNA呈现环状,B,P结合进环状结构,B,J,K,E使P释放,B作为解旋酶开始解开双链,SSB蛋白结合在单链DNA上,引物酶G组装到DNA上,合成RNA引物指导DNA的复制,12,滚环复制的晚期,13,四、基因的转录与调控,前早期转录,主要启动子及转录终止位点,1-前早期转录;2-
3、后早期转录;3-晚期转录,14,后早期转录,15,晚期转录,16,17,五、噬菌体溶源途径与裂解途径的调节,噬菌体的Cro蛋白和CI阻遏蛋白相互拮抗： Cro蛋白阻止cI 转录，从而阻止建立溶源性； CI阻遏蛋白阻止早期基因转录，因此关闭Cro蛋白的合成。,18,19,CI阻遏蛋白在右操纵基因的排列,20,RNA聚合酶,表示CI二聚体,进入溶源途径:,21,22,lambda DNA 整和到宿主染色体,23,表示CRO二聚体,进入裂解途径:,24,噬菌体的诱导和从宿主染色体DNA上的切离,25,PL和PR起始早期转录产生出编码N蛋白和Cro蛋白的mRNA,CII蛋白促使PRM转录CI阻遏蛋白,
4、N蛋白的抗终止作用进一步转录Q,Cro,CII,CIII的mRNA,Cro与OR3的结合,阻止了CI与OR2的结合,抑制了CI从PRM的转录,Cro与OL和OR结合,抑制早期基因从PL和PR转录,同时Q蛋白激活晚期基因的转录,26,噬菌体赖以发展作为基因克隆载体: 非必要基因由外源基因取代所形成的重组噬菌体DNA，可以随着寄主大肠杆菌细胞一道复制和增殖，而且在其溶源周期中，它们的DNA是整合在大肠杆菌的染色体DNA上，成为后者的一个组成部分。,27,第三节 反转录病毒,一、反转录病毒的粒结构 二、反转录病毒的生活周期 三、反转录病毒的基因组 四、反转录过程中DNA双链的合成和LTR的产生 五、
5、病毒线性DNA整合到寄主细胞基因组 六、原病毒的基因表达,28,一、反转录病毒的毒粒结构,29,反转录病毒的基因组,反转录病毒RNA基因组是由两条相同的正链RNA在5端附近通过氢键连接而形成的双体结构，因此反转录病毒具有二倍体基因组。反转录病毒基因组RNA的长度为5-8kb。RNA基因组的中部带有gag，pol与env三个“基因”，“基因”这一术语在这里表示为编码区，每一编码区通过加工实际上产生出多种蛋白质。,30,反转录病毒的生活周期,31,32,33,反转录过程中DNA双链的合成和LTR的产生,34,反转录病毒的反转录过程（一）,反转录酶以病毒基因组RNA的5为模板，以tRNA为引物，合成
6、cDNA (大约100-200个核苷酸),在反转录酶到达基因组5末端时，该酶的RNaseH活性切除了刚才拷贝过的RNA模板,新产生的U5R DNA序列中的R与基因组3末端的R序列相结合，产生了新的模板-引物搭配，即第一次跳跃,DNA从3末端延伸，产生出全部的RNA基因组互补链,大多数RNA被RNaseH切除，只留下U3序列左边的一小段RNA,35,反转录病毒的反转录（二）,以该小段RNA为引物，合成出第二条DNA链(正链DNA)的U3,R,U5和PBS部分,RNaseH将RNA和tRNA切除掉,正链上的PBS序列与负链上的PBS序列互补，产生了第二次跳跃,两条DNA链分别从3末端继续合成DNA
7、，最后产生出具有长末端重复序列LTR的双链线性DNA,36,病毒线性DNA整合到寄主细胞基因组,在细胞质中合成线性的原病毒DNA以后，DNA进入细胞核。在细胞核内，除了线性DNA，病毒DNA还以环状形式存在。 体外实验证明，线性DNA可以整合到染色体基因组上，此过程可以被单一病毒产物整合酶所催化。病毒DNA的末端是很重要的，正如转座子一样，在末端的突变会阻止整合。,37,原病毒的基因表达,1、病毒基因的转录 原病毒DNA的转录就像大部分其他真核细胞的转录一样，也需要启动子和增强子。 2、转录后加工 原病毒DNA转录合成的初转录本是从同一帽子位点起始的，因此所有的反转录病毒RNA基因组和大多数mRNA都有相同的5端，并且在5端形成帽子结构(m7GpppGmp)。 3、病毒mRNA的翻译 全长的mRNA转运到细胞质后被翻译时，所得产物为Gag和Pol多聚蛋白。当翻译开始于起始密码子而终止于第一个终止密码子时所得产物为Gag蛋白。如果要表达Pol蛋白，则必须要越过此终止密码子。,38,反转录病毒的翻译（一）,病毒外壳蛋白,蛋白酶,反转录酶 整和酶,39,反转录病毒的翻译过程（二）,外膜糖蛋白,40,41,