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1、病毒的形态结构与基因组,病毒的形态结构 病毒没有细胞结构，既不属于原核生物，也不属于真核生物。 病毒结构十分简单，仅含DNA或RNA和一个蛋白质外壳，没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体。所以，病毒必须感染活细胞，改变和利用活细胞的代谢合成机器，才能合成新的病毒后代。,结构简单： 蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。 多样性的原因：外壳的蛋白质种类、染色体类型和结构。,表8-1 病毒的基因组结构,噬菌体的繁殖 （一）烈性噬菌体的感染周期 （二）温和性噬菌体的感染周期 1 溶源周期： 原噬菌体: 溶源性细菌: 溶源性细菌的特点: 2 裂解周期： 溶源性细菌自发或经诱发裂解细菌 释放 子噬菌体。
2、,图8-2 T4噬菌体的生活周期,图8-3 噬菌体的生活周期,二 噬菌体的突变型,(一)快速溶菌突变型（r） 由于基因突变能快速复制，并裂解细菌的噬菌体类型。 r+野生型，r突变型。 r+小噬菌斑，r大噬菌斑且边缘清晰。 (二)宿主范围突变型（h） h能感染野生型细菌和突变型细菌。野生型噬菌体用h+表示，只能侵染野生型菌株。 例如： T2噬菌体 野生型（ h+ ）感染B 突变型（h）感染B，和B/2。 若将B和B/2同时混合培养在平板上，用h+和h的T2噬菌体感染，h噬菌斑透明的， h+噬菌班半透明的。,(三) 条件致死突变型 1 温度敏感突变型 2 抑制因子敏感突变（sus） 噬菌体 细菌
3、正常基因 sus+ su- 突变基因 sus su+,（1）抑制因子敏感突变的概念： 例如：噬菌体mRNA基因 细菌tRNA基因反密码子 正常 突变 突变 正常 基因：5TAC 35TAG 3 3ATC 53ATG 5 mRNA 5UAC 3 5UAG 3 3AUC 5 3AUG 5 表型：酪氨酸 终止 5UAG 3,酪氨酸,酪氨酸,3AUC 5 酪氨酸,表5-2携带不同专一性抑制基因宿主中sus突变噬菌体的表现,（2）噬菌体的抑制因子敏感突变型类型及表现 琥珀型（amber）UAG 赭石型（ocher）UAA 乳白型（opal） UGA,（二）无义突变与无义抑制突变,无义突变：指一个为氨基酸
4、编码的密码变为终止密码的突变。 无义抑制突变：指能抑制无义突变表现的突变。,噬菌体突变的重组试验,T2突变型及特性 细 菌 B/2 快速溶菌突变型：r 大噬菌斑； 野生型：r+ 小噬菌斑； T2宿主范围野生型: h + - 半透明 T2宿主范围突变型: h- + + 透明,双重感染（混合感染、复感染）：是指用两种噬菌体同时感染某一菌株。 例如：噬菌体：hr+即能感染B和B/2菌株产生噬菌斑小而边缘模糊，即透明、小噬菌斑。 噬菌体：h+r能感染B株，产生约大两倍的边缘清楚的噬菌斑，即为半透明、大的噬菌斑。 用hr+和h+r两种噬菌体同时感染B株，进行双重感染。 在双重感染（相当hr+ h+r）的
5、过程中，hr+和h+r相互作用（即基因可以发生交换），所以在其子代中可以得到hr和h+r+的重组体和hr+及h+r4种噬菌体。,T2突变型的两点试验,(一) 噬菌体杂交 h-r+ X h+r- Ecoli B ,表现型 基因型 透明,小 h-r+ 亲组合 半透明,大 h+r- 亲组合 透明,大 h-r- 重组合 半透明,小 h+r+ 重组合,(二) 噬菌体重组值的计算 重组噬菌斑数 重组值 = 总噬菌斑数,Ecoli：B + B/2,100%,图8-7 T2的h+r-与h- r+ 之间杂交重组后的4种噬菌斑形态,表8-5 h rx h rx 噬菌斑数目及重组值（ rx 代表不同的r 基因）,T
6、4突变型的三点试验,69.6%,9.6% ,17.5% ,3.3% ,作图： m 12.9 r 20.8 tu,27.1,12.9,20.8,X174突变型的两点和三点测交,(一) X174的两点测交 两个琥珀突变型间杂交 amA x amB su+,su+: amA、amB su-,基因型：amA- amB+ amA+ amB- amA+ amB+ amA+ amB+ amA- amB- A+B+ X 2 amA-amB间重组值： X 100% su+:amA、amB总数,两个不同抑制因子敏感突变型间的杂交 sus amber x sus opal ,限制条件：su+amber、opal s
7、u-,基因型：amb-opal+ amb+opal- amber+opal+ amb+opal+ amb-opal-,su+amber；su+opal,10-6 10-2,表5-6 174突变型之间杂交观察到的双因子重组率,X174的三点测交,1 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； 例如：要确定amA、amB、tsC三基因的顺序 已知：amA与amB较近，amA和amB离tsC都较远； 三个基因顺序有： 或：amA amB tsC 或：tsC amA amB 不存在：amA tsC amB,确定三个基因的顺序原理: 杂交：amA + tsC X + amB + amA
8、 + tsC + amB + ,如果基因顺序是: amA amB tsC 实验结果应是: + + tsC为大类，+为小类 图5-4 (正交顺序I或反交顺序I),如果基因顺序是: tsC amA amB 实验结果应是: + + + 为大类， tsC + + 为小类 图5-4 (正交顺序II或反交顺序II),互补试验,rIIA+B X rIIAB+,一 互补试验的概念和原理 1 互补试验的概念:,rII A+ B rII A B+,EcoliK() EcoliK(),rII A+ B rII A B+,2 互补试验的原理 表型 有无功能互补 结论 反式: A+ B A B+ 反式: A+ B A
9、B+,3 互补试验方法斑点测试法 4 互补试验的意义,突变型 属同一顺反子,野生型 属不同顺反子,二 顺反子（基因）,2 顺反试验：指将两个拟突变分别处于顺式和反式， 根据其表型确定两个突变是否是同一基因的试验。,3 判断方法: 顺式 反式 分析结论：两突变 + +/- - + -/- + 表现型 野生型 野生型 属于两个顺反子 表现型 野生型 突变型 属于同一顺反子,1 顺反子的概念,遗传学GENETICS,噬菌体突变型的互补试验,X174条件致死突变型的互补测验 1 X174 DNA结构复制 2 X174的突变型与互补测验 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
10、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。,2 互补测验及结果,P124 表5-4 X174突变的互补测验结果 顺反子 突 变 型 A am8,am18,am30,am33,am35,am50,am86,tsl28, B am14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11, C och6 D am10,amH81, E am3,am6,am27, F am87,am88,am89, amH57,op6, op9,tsh6,ts41D G am9,am32,ts,ts79 H amN1,am23,am8
11、0,am90,ts4,二 T4突变型的互补试验,三 基因内互补,1 基因内互补的机理,2 基因内互补与基因间互补的区别,缺失作图,一 缺失的特点 1 多核苷酸对的缺失； 2 具不可逆性； 3 有部分相同缺失突变型间不能通过重组恢复 野生型表型。 二 缺失作图的优点：简便、精确 三 缺失作图的条件：具有缺失品系 四 缺失作图的原理 原理：凡是能重组的，点突变一定不在缺失区内； 凡是不能重组的，点突变一定在缺失区内。,缺失作图的方法,步骤： 1 将待测点突变（X）先与几个最大的缺失突变体分别杂交，从中找出最小不重组和最大可重组 缺失突变； 2 从最小不重组区（PB242）中减去与之重叠的最大重组区
12、（A105）=点突变的位置（A5区内）。 3 将点突变与A5区内的几个缺失突变体分别杂交根据结果确定：点突变就在A5区内的c2区内。,C2,噬菌体基因组与原噬菌体,噬菌体的基因组：由49000bp构成 1 基因分类 头部基因： 7个（必需基因：相邻） 尾部基因： 11个（必需基因：相邻） 噬菌斑形成必需的基因 复制所需基因：O、P 裂解、释放所需基因：S、R 基因 正调控基因：N、Q 附着区：att； 专一性重组所必需：int、xis 噬菌斑形成非必需的基因 溶源化所需：CI、CII、CIII 重组所必需：exo、red,P133 图5-6,噬菌体基因组的结构特点: 二 原噬菌体与合子诱导 1
13、 原噬菌体： 2 合子诱导： Hfr()X F-受体菌裂解(进入F-后),b+,原点,d+ c+,a+,合子诱导与整合部位的确定,三 原噬菌体的插入与切除,1 原噬菌体的插入与正常切除 2 原噬菌体的异常切除 （1）转导噬菌体：指带有细菌基因的噬菌体。 （2）d 转导噬菌体的特点： 3 温和性性噬菌体的互补试验与作图 (1)与众多已知位点的点突变作互补试验，确定缺失区域 P136 (2)用众多已知缺失区域的缺失品系对点突变进行缺失作图,整合态,attP,dgal1 dgal2 dgal3 dgal4 dgal5,A,B,E,G,H,M,第五节 环状排列与末端重复,一 线状DNA具有环状遗传图
14、1 噬菌体DNA结构特点：具末端重复（末端冗余） 末端冗余:指DNA分子两端核苷酸顺序相同的现象. 致环交换：指基因在遗传图上呈环状排列。 2 末端重复的实验证据 3 基因呈环状排列的实验证据 二 环状排列与末端重复的形成 1 基因的环状排列 2 末端重复杂合子的形成,第五节 断裂基因与重叠基因,一 隔裂基因： 1 概念： 隔裂基因：外显子内含子外显子内含子外显子内含子外显子,成熟mRNA 帽5,AAAA拖尾序列, 剪接加工,前体mRNA ( hnmRNA), 转录,2 Chambon规则（GTAG规则） 内含子：5端 G90T90 A85G853 可能是剪接酶的识别信号。,3 断裂基因的意义
15、 （1）有利于储存较多的遗传信息量； （2）有利于变异与进化； （3）增加重组机率； （4）内含子可能是调控装置。 通读基因：指从起始密码ATG开始到终止密码 为止,所核苷酸都为氨基酸编码基因。,二 重叠基因,（一）重叠基因的概念 重叠基因：是指两个或两个以上的基因共有 一段DNA序列。 （二）重叠基因的发现：1978年，Sanger X174DNA全长：5386核苷酸 编码的9种蛋白全长：2000个氨基酸； 3X2000 = 6000核苷酸,（三）基因重叠的方式 如图4-9,1 大基因内包含小基因： 如：B基因包含在A基因内，E基因完全包含水量在D基因内。 2 前后两基因首尾重叠： 例1： 如：基因D 终止 X174DNA序列：5TAATG3重叠一个碱基 基因J 起始 例2： 如：基因A 终止 X174DNA序列5ATGA3 重叠4个碱基 基因C 起始,3 三个基因之间重叠 基因B phe 终止 基因A ser Asp Glu G4 DNA序列 -T-T-C-T-G-A-T-G-A-A-A- 基因K 起始 Val,4 反向重叠 5 重叠操纵子,（三）基因重叠的意义及危害,