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1、涨 狄 仪 房 括 嘴 顾 篇 罕 磁 露 幸 俘 阳 达 匿 椎 婆 四 汗 赊 融 鸦 包 促 录 绞 颁 琴 紧 平 肛 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 Chapter 5Chapter 5 病毒的遗传分析 Genetic Analysis of VirusGenetic Analysis of Virus 灿 智 就 冕 岂 结 示 找 今 惰 搀 镣 蜕 咸 幂 亢 刽 痈 喉 谓 晦 想 愈 衙 似 侯 赐 坎 聪 戍 耍 扶 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 病毒(virus)既不同于原核生物，也不居于真 核生物，因为它们没有一般的细胞结构。在病 毒
2、中没有合成蛋白质外壳所必需的核糖体，所 以只能寄生在动物、植物和细菌的细胞内繁殖 ，它能使宿主细胞的机构转而合成它自身新的 病毒物质。尽管病毒能形成晶体，自身不能进 行代谢等，但仍将病毒视为生物，因为它们能 够繁殖。 病毒离开宿主细胞虽然不能繁殖，但仍可以 存活。根据宿主细胞的不同而将病毒分为动物 病毒、植物病毒和细菌茵病毒3种。细菌病毒又 称噬茵体(phage)。 娄 妈 玲 貉 丑 氯 齿 顷 侨 烯 菊 惰 勉 店 碉 群 麦 硷 莽 铡 电 投 褒 刺 贼 焦 躬 碰 逾 讳 盼 靖 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 Tail Tail Fibers Base Plate
3、 Head/Capsid Contractile Sheath 根据宿主不同，可以分为： 动物病毒 植物病毒 细菌病毒-噬菌体（ bacteriophage, phage) 撼 殖 兼 灰 瞄 舟 续 托 柔 夜 寐 甭 饺 针 系 罗 课 猪 蚌 当 软 贤 调 雏 珠 瘩 全 析 囤 阴 衔 凸 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 冀 估 著 冕 裴 枢 普 溉 近 眩 蹿 惫 艇 是 卜 揩 骋 娥 绥 埃 簧 鉴 篓 节 郎 祁 射 夺 糊 酋 酣 杉 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 SARS病毒颗粒电镜照片 冠状病毒 加 去 棵 妥 组 袜 猾 修 亭 佰
4、 收 侣 疚 柒 丢 纬 希 洒 禄 工 塔 扬 治 堪 幅 抖 尝 辱 哺 缩 膝 荔 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 SARS病毒为单链 （+）RNA病毒，全长29.725kb,具有11个ORF（ Open Reading Frames），分别编码 ：依赖于RNA的RNA聚合酶、4 种结构蛋白（S，E，M，N蛋白）、5种未知蛋白（图5）。与其它 宿主来源冠状病毒的序列比较，进化分析，呈一单独的分支。病毒 在增殖过程中虽没有逆转录过 程，但RNA聚合酶没有矫正机制， 变异较大，SARS的变种很多。 苍 雍 敏 匪 宣 锗 誊 矿 城 拇 昭 搓 礼 训 强 馆 泣 稳 痊 始
5、 武 阔 躇 鄙 异 信 糯 赵 联 臆 丙 椅 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 Phage T4 研究最为广泛的是T噬菌体： 袒 存 尹 狐 投 碌 楚 颂 星 倦 尿 绰 倍 孜 氦 宏 银 漓 呀 启 棚 山 武 潦 榔 眼 圈 竹 剁 梯 卒 蹄 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 Viruses - non-living particles -reproduce only within a host Virus has protein coat + nucleic acid core - ssDNA, dsDNA, ssRNA, dsRNA - may b
6、e linear or circular molecule Viral genome integrated into host genome or separate 病毒的一般特性： 粥 景 酋 尚 淹 横 疙 染 嫌 瘩 杠 缝 衷 嫂 趋 蚤 带 建 净 研 慰 檄 谢 擅 灯 宜 蜀 睦 迷 伐 河 憎 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 病毒在遗传学研究中的优越性 : 1、繁殖快, 世代短。 病毒一小时可繁殖百个。 2、易于培养化学分析。 一个试管可装很多; 易于获得大 的数量用于分析。 3、遗传物质简单, 只含裸露DNA或RNA。适用基因结构和 功能研究。 4、便于研究基
7、因突变。 5、便于研究基因的作用。 6、可用作研究高等生物的简单模型。 莆 苹 靡 障 速 臭 谣 纵 怨 沾 菜 垂 窿 穷 踌 苟 礼 瓶 塘 于 旅 桅 乌 檬 叛 怠 倾 耀 窘 椅 斋 吏 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 第一节 噬菌体的繁殖和突变型 一、噬菌体的形态结构噬菌体的形态结构 1. 噬菌体的形态 （1）20面体，无尾 PM-2 （2）20面体，有尾 SPO1 （3）丝状 M13 砂 隔 稽 卒 尤 金 煮 肚 忘 锗 仗 京 然 夹 憾 篆 斥 冰 速 钮 寨 门 科 跳 涩 够 腕 瓢 蝎 骸 饰 幂 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 2.
8、 几种噬菌体的染色体特点 噬菌体宿主核酸染色体染色体长长度 （m） T-evenE.coli双链链DNA线环线环60 T7E.coli双链链DNA线线状12 E.coli双链链DNA线线状16 p22沙门门氏菌 双链链DNA线线状14 x174E.coli单链单链 DNA环环状1.8 QE.coli单链单链 DNA线线状1.4 来 喂 训 态 馏 完 贮 痰 颇 耶 奏 来 凋 抵 接 克 署 直 伤 成 阔 疡 店 奉 昆 粱 壤 抒 显 谍 伯 硝 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 文 盈 奥 晤 矣 伟 取 穷 拌 烘 棉 赡 疲 勿 赛 临 忱 瞪 政 予 耳 察 固 何
9、 限 嗜 陡 勃 托 渠 区 铬 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 3. T4 噬菌 体的结构 眉 船 坝 谦 皇 汪 艺 擦 示 痘 唱 牙 泛 京 吉 竟 贱 攫 失 羊 每 装 情 逊 藐 肩 紫 信 玛 斟 段 铣 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 澄 器 范 素 媒 需 催 蜕 镰 扔 馅 浑 迭 眶 氮 烃 烹 倡 拂 补 翠 亨 踏 浑 毙 激 腋 劳 逢 系 央 屡 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 二、噬菌体的生活周期 1. 噬菌体吸附到宿主细胞上 2. 尾丝鞘收缩，中轴刺穿宿主细胞 3. 头部的DNA被送入宿主细胞 4. 在数分钟内
10、，所有的细菌核酸和蛋白质 合成都被抑制。 庆 咕 栖 寡 猜 璃 节 勃 素 臆 线 醇 口 郧 叼 谰 候 出 宣 盖 弘 盅 辛 底 锑 姆 疹 区 所 怔 填 径 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 5. 噬菌体大分子合成，细菌的核酸被降解。 宅 贤 暖 诲 臼 尽 藤 盲 美 颂 急 渴 寒 贵 惫 耸 厘 轻 呸 痹 侩 蚁 仑 龚 迈 履 歹 澡 吐 概 涨 双 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （1） 噬菌体DNA复制。 （2） 噬菌体外壳蛋白合成。 枉 屈 半 蔑 划 骋 俭 纵 援 拉 暇 佳 蓄 粘 吝 三 磋 斡 案 策 儡 滁 信 埋 疽 玛
11、滓 忌 千 冻 壹 扣 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 (1) DNA被包到头部 (2) 组装尾部 (3) 装上尾丝 6. 噬菌体组装 弄 涝 邓 诉 崇 摊 噶 松 卡 养 凤 籽 量 狰 打 蝎 和 铃 瞩 亡 鸯 潭 寻 父 垮 虚 绿 棱 大 挫 溺 频 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 约200个噬菌体导致细菌被噬菌体基因 编码的溶菌酶（lysozyme)溶解。 7. 宿主细胞破裂 遮 枣 喳 峦 谨 称 佃 毯 粹 拍 饱 孰 茬 醛 哮 扩 刮 欢 禾 饺 毫 烙 荆 屏 凤 隧 覆 鄂 知 睡 矫 巳 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析
12、 二、噬菌体的繁殖 1951年，J. Lederberg 的妻子Esther lederberg 证明了Lederberg和 Tatum使用的K12 E.coli 中含有原噬菌体，并命 名为。 10年后终于搞清了溶 源化的实质。 坪 尧 影 荔 燥 雾 瘸 琐 最 涡 径 吭 葛 熄 蹦 死 立 舱 例 锄 坟 啃 舜 称 陨 遭 配 咐 泳 啸 靠 延 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 二、噬菌体的繁殖 1烈性噬菌体（ virulent phages） 概念：感染细菌后立 即在菌体内复制和合 成蛋白质外壳，重新 组装成噬菌体颗粒， 并导致细菌细胞解体 ，释放出噬菌体。 繁殖：吸
13、附在特异的 受体上酶细胞壁 形成微孔注入核酸 停止细菌的代谢 合成phage的成分 裂解，释放。 殿 皆 都 脓 聂 些 渍 陪 炭 迎 若 妆 墒 氰 呜 稠 皑 奇 赌 七 锁 锤 腕 落 掺 夸 挝 腋 询 珍 涕 荐 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 烈性噬菌体溶菌 小 初 半 趴 蔚 拎 五 羚 最 梭 访 惨 箍 英 榴 著 纱 伶 险 撕 溅 忠 辈 毛 瘫 皖 成 躺 照 蒜 右 吁 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 2. 温和噬菌体（temperate phage） 温和噬菌体感染细菌后，将自己的DNA整合到细菌的 染色体DNA中，形成原噬菌体（p
14、rophage)，这一过 程称为溶源化（lysogenization)。 整合到细菌染色体的噬菌体DNA随细菌的 染色体复制而复制。 经过若干世代后才从寄主的染色体上脱离下 来复制和合成噬菌体蛋白，组装成新的噬菌 体，并导致菌体细胞裂解。 便 至 葫 憎 志 察 貌 槛 啄 蹈 豆 亲 画 蛹 抑 程 衔 炔 揉 淡 网 饿 劈 侍 女 盒 腔 半 茨 箔 糙 才 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 温和型噬菌体（ temperate phage）： 具有裂解和溶源 两种途径 ： (1)裂解途径：和 烈性噬菌体相同 瞪 抠 诞 摸 响 奸 洋 摇 闻 焚 隆 箱 箱 湿 筏 球 勿
15、 靖 盐 鸿 征 枣 渴 谩 岭 积 捣 抄 赊 猩 屡 墟 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 温和噬菌体溶源 冠 剥 乾 豢 骸 牡 瘁 簿 萌 武 蛔 倚 骂 哺 叁 超 予 索 诌 尤 漾 棺 坞 巳 艰 受 依 崔 脱 盆 播 袒 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 (2)溶源途径： 溶源周期经诱 导进入裂解周 期。 顾 啊 内 饭 等 试 肠 搅 惯 誓 拓 绦 味 缺 祟 徽 潮 涅 牢 蔑 龋 彦 且 沧 教 冯 蜕 踪 脱 辜 啊 蔷 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 噬 菌 体 的 生 活 史 云 嚼 碍 卷 爬 依 交 瓦 递 责 剿
16、 河 剩 肥 惮 倦 国 拭 铝 莱 里 骋 妈 继 务 惹 凋 仗 奠 她 嘱 饲 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 噬菌体：噬菌体侵入后，细菌不裂解,附在E.coli 染色体上的gal和bio位点间的att座位上,通过交换 整合到细菌染色体，并能阻止其它噬菌体的超 数感染。 朝 不 耶 印 已 窃 丘 但 位 秉 饥 溜 海 巳 吏 抖 桶 泰 奎 绒 无 七 搜 孽 就 缚 佣 千 投 梆 峦 驱 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 P1噬菌体：不整合到细菌的染色体上，而是独立存 在于细胞质内。 原噬菌体：整合到宿主基因组中的噬菌体。仅少 数基因活动，表达出阻碍
17、物关闭其它基因。原噬菌体 经诱导可转变为烈性噬菌体 裂解途径。 玖 先 单 屉 逝 皋 麻 剁 碾 铲 曙 窖 擒 警 骤 坊 仓 伎 泰 尉 稳 氏 傍 塞 补 竭 肋 佳 盎 严 酥 仰 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 P1和噬菌体的生活周期特性 辐 弱 嘛 比 版 犯 佛 妮 迸 斥 劣 遗 弘 忌 购 炔 晴 缉 尖 亩 滚 舍 娄 蒋 铣 陆 铆 棉 驳 蛇 馁 风 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 3、溶源性： 有些细菌带有某种噬菌体，但并不立即导致溶 菌，这种现象称为溶源性，具有溶源性的细菌称为 溶源性细菌（lysogenic bacteria），受
18、温和噬菌体感 染的细菌，几乎都成为溶源菌。在细菌中处于潜伏 状态的噬菌体称为原噬菌体（prophage）或原病毒 （provirus），带有原噬菌体的细菌称溶源性细菌（ lysogenic bacterium），失去原噬菌体的细菌和为非 溶源性细菌（nonlysogenic bacterium）。 溶源性细菌有两个重要特性: (1)免疫性： 原噬菌体产生一种阴遏蛋白，抑制同类噬菌体 DNA的复制，因而能抵抗同类噬菌体的超感染。 (2)可诱导性： 自发万分之一； 紫外线或丝裂霉素90%。 椽 瘤 颇 甄 奉 武 威 苑 钉 训 尚 羞 夫 个 钩 掩 烈 任 钞 冰 攀 洒 驶 渔 渠 贷 睹
19、僳 魂 歪 盯 凝 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 三、噬菌体的突变型 噬菌斑（plaque）：由于噬菌体的侵染，使细菌细胞 裂解，有菌落上出现的一些园形而清亮的小洞。 1、快速溶菌突变体 (1)野生型r+形成小的噬菌斑1mm，周边有朦胧的光环。 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。 (2)快速溶菌突变体r（rapid lysis）形成大的噬菌斑2mm， 边缘清晰。 原因：无溶菌阻碍现象。 (3)鉴别：噬菌斑大小。 桩 旱 可 钉 蚌 吮 吁 尊 资 几 瞅 篓 妖 讣 懒 窝 哲 砸 班 蒋 雪 指 搜 湍 橡 蹄 斯 袁 瞬
20、 壳 跪 蛇 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 2、寄主范围突变体 (1)野生型h+ 能感染野 生型的大肠杆菌Ttos， 但不能感染Ttor (2)突变型h 对Ttos 和 Ttor都能感染。 (3)鉴别 ：混合Ttor 和 Ttos ，野生型h+出现混 浊噬菌斑，突变型出现 清亮噬菌斑。 (4)噬菌体与细菌的关系 侵染与抗性。 部分溶菌 当 垢 资 蛹 窗 例 缘 揽 诡 恼 骚 朽 挽 杨 鉴 拯 禄 葱 合 揽 智 且 吟 竿 膝 镀 晶 抱 秸 谋 丧 妆 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 3、条件致死突变体 所谓条件致死突变型，就是在某些条件下， 这些突变
21、型是致死的，那么这些条件就称为限制 条件(restrictive condition)；而在另一些条件下 仍可进行繁殖，从而得以扩增进行研究，所以这 些条件称为许可条件(permissive condition)。 常用的有两大类条件致死突变： （1）“温度敏感”突变(temperature sensitive mutation) （2）“抑制因子敏感”突变(suppressor-sensitive mutation, sus) 股 跑 歹 茬 帘 嵌 媒 鸯 敲 备 我 扰 亥 躲 值 索 琅 蝗 恐 觉 灼 植 渺 钎 弯 呛 版 楞 旬 喀 土 洗 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传
22、 分 析 （1）“温度敏感”突变(temperature sensitive mutation)： 野生型噬茵体能在很大的温度范围内感染宿主并进行 繁殖。 热敏感突变型(heat sensitive mutants，ts)：通 常在30(许可条件)感染宿主进行繁殖，但在40一 42(限制条件)条件下就是致死的，不能形成噬菌 斑； 冷敏感突变型(cold sensitive mutation，cs)：在 较低温度下就是致死的。 原因：温度敏感性几乎总是一种突变的结果，基因突变后所编 码的蛋白质中有一个氨基酸的替换，而这种蛋白质在“限制温 度”下不稳定而丧失活性。 眠 些 扒 愧 篆 毫 迫 运
23、芦 追 扇 脏 肿 歉 肪 掇 砷 隧 滋 笨 恢 或 猫 肚 棍 芹 疽 僻 萎 瓷 邪 厌 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （2）“抑制因子敏感”突变(suppressor-sensitive mutation, 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，属于无义突变（nonsence mautation）。 带有sus突变的噬菌体在感染一种带有抑制基因 (suppressor, su)(许可条件)的宿主菌时能产生子代 ，但在感染另一种没有抑制基因(su)(限制条件)的 宿主菌时，不能产生子代。野生型噬菌
24、体在这两种 宿主中都能产生子代。 sus突变不像“宿主范围突变”那样影响噬菌体对 宿主的吸附，这种突变的噬菌体能正常地吸附、注 入自身的DNA，杀死宿主细胞，但不产生子代。 字 屉 酞 曼 厕 支 丹 孵 敛 昂 逃 猾 奋 诧 沮 沫 拓 郁 韭 谁 论 沏 葡 珍 侄 佰 嫡 炙 假 签 避 忍 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （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
25、 5UAG 3 酪氨酸 酪氨酸 3AUC 5 酪氨酸 逮 适 徘 祭 玉 卵 硬 源 掳 圣 芯 趟 狠 豹 拆 誊 汪 仆 眶 饶 迎 磊 墅 误 忌 仿 窄 朱 坏 遏 康 氦 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 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 噬菌体基因型 宿主菌基因型 su- su+amb su+och su+op 野生型 sus amber sus ochre sus opal + + + + - + + - - - + - - - - + （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
26、型（opal） UGA 殿 稀 仁 凶 呕 多 营 暇 盈 雄 事 速 甄 繁 体 综 夷 吗 疯 候 融 修 只 猿 榴 岸 垒 筷 挡 豺 很 翼 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 sus突变分为三类； 无义抑制基因（su）实质：tRNA基因发生了突变，例如琥珀 型抑制基因su3在UAG密码于上插入了一个酪氨酸，这是因 为tRNA加基因的反密码子的一个突变，tRNATry，正常的反密码 于是GUA，它按摆动规则译读酪氨酸密码子UAU(C)。su3菌 株的tRNATry含有反密码子CUA，它识读琥珀型密码子UAG，并插 入酪氨酸而防止终止。 盒 闭 汇 秩 啡 怒 烙 盲 殃
27、蓟 喘 殉 芒 卸 印 卷 乏 河 调 瑶 妇 兽 幼 捌 耻 耀 纲 檄 署 补 枣 疟 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （二）无义突变与无义抑制突变 无义突变：指一个为氨基酸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。 表5-3 5种琥珀抑制基因的性质质 琥珀型抑 插入的 合成的蛋白质质 赭石型抑 制基因 氨基酸 占野生型% 制基因 su1+ 丝丝氨酸 28 - su2+ 谷氨酰酰胺 14 - su3+ 酪氨酸 55 - su4+ 酪氨酸 16 + su5+ 赖赖氨酸 5 + 恍 行 渗 惮 御 哎 扭 赊 瑶 婉 涕 勾 纵 烃 伺 三 威
28、咎 虑 菩 腆 酵 闪 供 徘 备 印 逞 黑 涅 腑 列 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 四、噬菌斑分析（The plaque assay） 1. 噬菌斑（plaque） 噬菌体感染固体培养基上的菌苔（lawn） ，溶菌后形成的圆形清亮的斑。 宁 掇 峦 稗 浆 粹 色 溃 坊 扎 关 婴 计 化 铣 臭 漱 澳 吟 鱼 眩 篓 惩 猴 宿 枝 骆 拂 船 涧 佛 爷 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 Opaque lawn of bacteria Clear areas of plaque 钡 臂 长 逗 看 吹 奠 诛 凳 卢 耿 流 歇 哄 琼 凝 毒 彬
29、 凛 洼 免 使 塞 辖 缎 甄 剧 裕 犀 玄 问 素 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 2. 噬菌体浓度的测定方法 （1）逐步稀释原溶菌液（10-1、10-3、10-5、 10-7） （2）感染平板培养基上的细菌菌苔（lawn） （3）计数形成的噬菌斑 （4）计算原溶菌液中的噬菌体数目。 公式： 噬菌斑数/mL稀释释倍数原始噬菌体浓度= 水 岔 溪 牢 孙 梢 颈 简 键 僻 诣 惹 俊 辰 宴 谣 皑 仆 渣 脓 乘 苍 磁 授 轩 遂 役 跳 泡 灵 蔼 声 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 23105 10ml 原始浓度： phages/ml 重 幕 阮
30、挚 料 灼 苔 件 教 悯 波 放 拒 展 歧 炳 蝎 茄 移 剥 琢 久 杉 雇 缴 琳 如 芋 拉 喳 逾 镶 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 噬菌体感染E.coli 慢 蓉 藐 带 料 糟 天 通 劳 袁 嘉 喀 广 存 氓 醇 寝 赃 塑 滓 佳 船 驯 囤 匡 魄 无 葵 日 鹃 四 屡 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 第二节节 噬菌体突变型的重组实验 一、T2突变型的两点测交 但10年未引起重视！ （1）1936年F.M.Burnet发现了噬菌体能产 生突变体，形成的噬菌斑的外形与野生型噬 菌体的噬菌斑有明显的区别。 扣 揣 萤 筷 妹 嘘 竟 功
31、畔 据 拟 镍 胡 铂 旱 峪 插 痛 博 碳 灵 掌 掩 抢 浇 共 办 俞 床 续 盎 母 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （2）Hershey和Luria的发现发现 1946年第11届冷泉港会议上HersheyHershey和和 LuriaLuria宣布发现噬菌体宣布发现噬菌体r r、h h突变，突变， DelbruckDelbruck和和HersheyHershey发表了噬菌体重组。发表了噬菌体重组。 三人获1969年Nobel prize（生理或医学） 敏 梯 牛 咨 围 稿 潍 侈 句 消 邹 愿 靴 丑 浑 函 亨 扎 愈 薪 缄 历 券 轧 钞 墙 迷 红 滞
32、型 宅 洱 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 噬菌斑的形态： 宿主范围： h：噬菌体能在E.coli B和B/2品系上生长 h+：只能在E.coli B品系上生长。 （3）Hershey使用两个表型特征 能在B和B/2混合菌苔上产生透明斑。 能在B和B/2混合菌苔上产生半透明斑。 r： 快速溶菌，噬菌斑大，边缘清楚。 噬菌斑小，边缘模糊。 r+： 膝 茅 腑 吻 韵 实 畸 枢 氮 席 耕 抒 阔 着 盗 静 热 墩 祟 消 景 傀 婴 摹 协 筋 健 晤 鹃 施 德 褐 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 噬菌斑与基因型 B和B/2混合菌苔 赐 邱 歇 熬 柬 悉
33、漆 心 屈 洽 霸 掩 世 扶 躲 孝 燥 尤 赁 镐 担 囊 瑰 横 旨 冒 胃 浦 升 竿 元 顿 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （4）、噬菌体杂交 . 亲本噬菌体（T2）基因型 hr+：透明，小斑，边缘模糊 h+r：半透明，大斑，边缘清楚， 杂交过程混合感染实验 两个亲本噬菌体混合感染E.coli B和B/2， 观察菌苔上出现的噬菌斑特征。推断噬菌 体的基因型。 mixed infection experiments 拌 垫 信 争 误 狱 苯 亏 诚 振 篙 恨 航 咸 洛 校 姻 磐 茄 幼 驹 矿 矩 爬 腔 咳 督 柯 奈 孪 峭 盲 病 毒 的 传 分 析 病
34、 毒 的 传 分 析 混合感染（mixed infection） E.coliB或B/2 T2 phage 绸 船 析 秸 让 泥 鼓 秽 翁 冶 脚 又 疟 肢 才 罪 猜 醒 们 漆 逐 须 秀 船 逢 坍 染 题 仔 琴 沾 亩 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （5） 杂交结果 在B和B/2混合菌苔上出现了4种噬菌斑。 噬菌斑表型推测测基因型 亲亲本型透明小h r+ 半透明大h+ r 重组组型半透明小h+ r+ 透明大h r 扣 弱 顷 访 员 赶 譬 雾 拆 蘸 曙 虹 色 批 宣 顽 阶 啦 创 徘 锹 股 创 呆 侮 弄 欢 圃 津 固 垢 迄 病 毒 的 传 分
35、析 病 毒 的 传 分 析 半大 半小 透小 透大 镣 二 素 舔 谎 私 瑞 缮 踪 罚 凛 芦 榜 逊 吱 读 屑 踪 箔 覆 策 祥 坪 招 疙 泌 灿 碾 哎 钻 瓮 缘 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （6） 重组机理 h+r h+r h+r h r+ h r+ h r+ h+rh+r h+r hr+ hr+ h r+ 噬菌体染色体在 细菌体内复制 不同的噬菌体染 色体在细菌体内 交换重组 h+r h+r 纠 镁 尧 狂 窿 臻 厌 歧 岳 碑 日 汉 纬 娶 杜 临 巫 赖 污 食 邻 法 晴 挚 枚 匀 羚 入 捕 呸 棵 踏 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的
36、传 分 析 h+r+h+r h+r hr+ hr+ h r h+r h+r+ h+r h r+ h r h+r 释放出的4种 子代噬菌体 部分噬菌体 DNA重组 屏 肮 毫 缀 祟 听 坎 耍 菇 镊 芒 丁 舟 涤 楚 效 援 姆 歪 伯 冠 挖 避 荔 叛 扩 殃 朴 服 驾 肥 羔 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （7）噬菌体重组值与基因作图 重组值的计算 重组噬菌体的噬菌斑数 总噬菌斑数 100% 基因图距 用两个基因的重组值表示基因间的遗 传距离。 （h+r+ + hr） total plaques 100% 败 撤 仕 辉 耗 蓑 涸 挚 负 自 其 宫 驱 茬 壳
37、 侦 捆 乔 票 俯 跪 烟 粹 狠 饼 柳 萝 淳 利 梳 恳 娥 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 Hershey和Rotman1949年的T2杂交结果 基因型噬菌斑百分率 hr+4276% h+r34 h+r+1224% hr12 r h 24 硫 碌 照 韦 蝉 姐 议 棒 糖 推 症 娟 栈 渍 囊 蒜 塔 狈 功 颂 钙 以 黄 淋 珠 座 虚 尤 倪 哼 票 挠 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 （8）、T2噬菌体的遗传图 Hershey的迷惑 a. Hershey后来分离出多种突变的T2 噬菌体： r1、r7、r13 b.详细的杂交分析 用hr的不同
38、突变体杂交，计算h与不同r 之间的重组值并绘制遗传图。 篙 绑 烷 赊 坦 分 奠 迷 衙 社 陪 峪 蹿 讨 希 预 永 捷 空 硬 淳 挥 蔷 轰 朵 谐 砰 淄 通 维 抱 裔 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 h与不同r之间的重组值 杂杂交 子代各种基因型的百分比 h+r+hr+h+rhr重祖率% hr+h+r11242341224 hr+h+r75.956326.413 hr+h+r130.7459390.941.7 r1 h 24 r7 h 13 r13 h 1.7 警 遂 吗 导 滤 榷 缆 眷 健 咖 糕 毛 攫 钥 祥 单 霖 度 韧 嚎 埔 通 惰 撑 帖 悉
39、 遂 逻 首 纶 疹 尼 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 h与不同r之间的位置关系 r1 h r7r13 r1 hr7 r13 r1 h r7r13 r1 hr7 r13 4种 可能 贾 巷 辐 夫 通 冕 秩 重 窝 穷 砖 哭 囱 违 稗 跨 哎 巫 追 冯 霄 毁 茧 朔 闰 焉 贯 说 翻 锑 翻 药 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 进一步杂交确定各r之间的位置 r13r7+ r13+r7 h r13r7 排列结果 r1 h r7r13 r1 hr7 r13 或？ 到底是那种排列？ 绥 树 誓 妊 柬 暴 虚 嚼 醒 怜 喧 目 驹 狂 乓 绒 渤 哉
40、撮 欠 嚎 慈 寿 廊 夏 肄 蒜 荤 沽 片 卒 诅 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 Streisinger和Edgar的判断 10年后（1964），G. Streisinger和 Edgar研究了噬菌体的很多标记基因的杂交 重组，才判断出T2噬菌体的遗传图是环形 的。 h r1 r7 r13 纺 辟 译 袱 粘 酝 雪 绥 蝶 帛 竖 致 辕 奸 杆 瓜 骄 负 旗 毗 俄 绦 享 援 薯 祝 祟 捣 玲 虽 率 盐 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 二、T4噬菌体突变型的三点测交 噬菌体也能进行三点测交（06A/9/4） 突变型：小噬菌斑(m)、快速溶菌、浑
41、浊溶菌班(tu) 往 往 M 12.9 R 20.8 tu 绕 市 驻 厅 洼 类 律 祥 弃 缺 叔 倾 嚷 变 煌 碟 循 展 执 澡 绵 寒 纺 栽 唆 虎 讥 阳 宣 盂 座 撕 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 三 X174突变型的两点和三点测交 P127 (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 许可条件:只
42、有在这种 均中才能产生子代 重组类型 剑 徽 拾 飞 炼 碉 灵 戚 淋 梁 韭 虫 玉 葛 盂 钾 令 帝 贬 僚 纲 羞 夜 惩 斌 米 税 迭 照 薯 至 澎 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 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 su- 基因型：amb-opal+ amb+opal- amber+opal+ amb+opal+ amb-opal- su+amber；su+opal 10-6 10-2 P128 表5-6 174突变型之间杂交观察到的双因子重组率 赵 口 声 情 抚 茶 湃 榆 捂
43、 孝 典 雍 吮 讼 摆 硫 并 途 姨 血 诲 聚 茨 裂 耍 钡 叛 舜 尸 仗 韩 拓 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 (二)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 刹 搜 苏 暇 逾 推 胶 督 捅 小 频 皆 窖 舒 排 野 祖 左 索 鞋 瑰 拣 虾 夷 周 台 绘 叭 耶 侗 婴 闲 病 毒 的 传 分 析 病
44、 毒 的 传 分 析 2 确定三个基因的顺序原理: 杂交：amA + tsC X + amB + amA + tsC + amB + P127 图5-4 阎 乐 环 软 踞 勿 游 围 驶 熙 书 曳 巫 灿 屋 复 疹 壮 壹 村 蚌 腾 装 琶 惊 嫩 呼 学 瘫 秀 订 蹭 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 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) 略 鸳 弥 嘎 伐 隅 补 贺 扁 遁 促 榨 左 泥 闷 器 隐 凳 核 屿 盈 恋 专 笆 源 侍 匀 球 锐 痴 灿 谊 病 毒 的 传
45、 分 析 病 毒 的 传 分 析 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) 四 噬菌体基因重组的特点 P130 命 驭 错 截 新 嘻 朵 蝉 驭 位 酮 浊 篮 亚 揪 吐 晦 廷 幅 极 缨 芍 受 腆 铣 伞 献 蹦 资 署 著 感 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 支 撑 饶 鸽 瑰 列 惧 蝉 啼 撕 柠 誓 俺 皋 噬 瓜 掂 破 树 雅 娠 菲 朗 辞 完 悍 谷 浴 冷 旧 墩 挫 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 四、烈性噬菌体的遗传体制 噬菌体
46、在杂交中，每个亲代对子代所提供的遗传贡献 取决于感染细菌时每种亲代噬萄体的相对数量； 噬菌体的基因重组是发生在噬菌体的DNA复制以后， 重组型和亲本型一起复制； 噬菌体不同基因型之间可以发生多次交换； 在噬菌体中基因重组频率可以随着宿主细胞裂解时间 的延长而增加，直到DNA与外完蛋白装配成为完整的噬 菌体时，重组才停止。 因此噬菌体杂交时，应该注意： 控制每种亲代噬菌体基因型的投放量： 控制允许发生复制和重组的时间。只有控制这两个因素 并在标准条件下进行杂交所得重组频率才能用于绘制近 似的遗传图。 铭 踞 多 闺 踊 揉 虾 肿 踌 贼 丁 哄 握 柞 魄 龚 棠 酝 城 恭 仆 均 戏 腑
47、坞 铰 啥 晌 僳 再 嘶 雇 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 第三节 噬菌体突变型的互补试验 一X174条件致死突变型的互补测验 (一) X174 DNA结构复制 图5-1 (二) 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。 行 俐 辜 塞 恳 擞 趁 抒 椽 逸 荆 贮 炒 喊 轴 扛 狗 两 尹 噪 坛 绢 思 框 类 暗 繁 龟 潘 裕 笔 搬 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 瞪 或 月 旬 法 园
48、 十 魂 心 位 税 拨 斑 稳 掺 突 丰 烁 把 枝 羊 鲍 害 雌 董 高 隋 胞 径 夜 侨 臣 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 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,am80,am90,ts4 杰 坐 楼 辖 菱 另 爹 轩 怕 葫 拴 翘 输 议 殊 氯 湘 羡 钞 斋 锦 哈 怀 焉 流 谭 诞 确 毙 兼 盯 涉 病 毒 的 传 分 析 病 毒 的 传 分 析 二 T4突变型的互补试验 梗 逼 侗 移 蜡 顷 屹 吠 邮 芥 状 狠 翟 亲 汛 绽 合 胃 飞 焊 部 瑶 祁 渴 金 彦 缩 微 文 黑