病毒的遗传分析0精选文档.ppt

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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。,图8-2T4噬菌体的

2、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 正常基因 sus+su-突变基因 sus su+,

3、（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

4、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

5、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8-7T2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）,T4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,X1

6、74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 su-,基因型：amb-opal+amb+opal-amber+opal+amb+opal+amb-opal-,su+amber；su+opal,10-6 10-2,表5-6 17

7、4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+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

8、+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+BrII 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 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

9、 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,

10、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,ts4,二 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

11、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（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

12、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 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

13、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,dgal1dgal2 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 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

14、,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（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,