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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,一、噬菌体的生活周期,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,Lambda噬菌体的遗传图谱,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,环化状态下,噬菌体DNA分子的长度为48,502碱基对,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。,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,删除和整合作用的基因,调节基因除了
2、N和Q之外( 抗终止因子)， 还有c、cro、c、c四个基因,溶菌基因,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,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,滚环复制的晚期,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-后早期转录;3-晚期转录,后早期转录,晚期转录,五
3、、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。,CI阻遏蛋白在右操纵基因的排列,RNA聚合酶,表示CI二聚体,进入溶源途径:,lambda DNA 整和到宿主染色体,表示CRO二聚体,进入裂解途径:,噬菌体的诱导和从宿主染色体DNA上的切离,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,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
4、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,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。,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、病毒线性DNA整合到寄主细胞基因组 六、原病毒的基因表达,一、反转录病毒的毒粒结构,反转录病毒的基因组,反转录病毒RNA基因组是由两
5、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。,反转录病毒的生活周期,反转录过程中DNA双链的合成和LTR的产生,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
6、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,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，最后产生出具有长末端重复序列LTR的双链线性DNA,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
7、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。,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。,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,反转录病毒的翻译过程（二）,外膜糖蛋白,