病毒的遗传分析课件.ppt

1、4、缺失作图、缺失作图(掌握掌握)目的：目的：判断不同突变型在染色体上的位置判断不同突变型在染色体上的位置 规律：规律：若与某种缺失不能重组则位于该缺失区域内若与某种缺失不能重组则位于该缺失区域内上节课主要内容回顾上节课主要内容回顾1、基因概念的发展、基因概念的发展(了解了解)2、重组测验、重组测验(重点重点)目的：目的：判断不同突变位点之间的遗传距离判断不同突变位点之间的遗传距离3、互补测验、互补测验(重点重点)目的：目的：判断不同突变位点是否位于同一基因座判断不同突变位点是否位于同一基因座 规律：规律：互补则位于不同基因座互补则位于不同基因座重要概念：重要概念：顺式、反式顺式、反式哈工大-

2、遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析顺式测验顺式测验反式测验反式测验突变位点突变位点在同一顺在同一顺反子内反子内突变位点突变位点不在同一不在同一顺反子内顺反子内+当顺式有功能，而反式没有功能时，突变位点突变位点在同一当顺式有功能，而反式没有功能时，突变位点突变位点在同一顺反子内；当顺式有功能，而反式也有功能时，突变位点突变位点顺反子内；当顺式有功能，而反式也有功能时，突变位点突变位点在不同顺反子内。在不同顺反子内。第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析 病毒为单倍体，根据宿主细胞病毒为单倍体，根据宿主细胞的不同将病毒分为：

3、动物病毒、植的不同将病毒分为：动物病毒、植物病毒和物病毒和细菌病毒细菌病毒(噬菌体噬菌体)哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析 表8-6 几种病毒染色体的特点病毒宿主核酸结构染色体类型T-偶数噬菌体E.coli双链DNA线状；环状排列末端有RST7E.coli双链DNA线状；单一顺序E.coli双链DNA线状；单股粘性末端P22沙门氏菌双链DNA线状；单一顺序174E.coli单链DNA环状QE.coli单链RNA线状（呼肠病毒）哺乳动物双链RNA几个片段SV40人类双链DNA超螺旋环鼠白血病病毒鼠单链RNA几个片段烟草花叶病毒烟草单链RNA线状哈工大-遗传学第五章第五章

4、病毒的遗传分析病毒的遗传分析流感病毒流感病毒肝炎病毒肝炎病毒SARS病毒病毒哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析 噬菌体作为遗传分析材料的优越性噬菌体作为遗传分析材料的优越性 1 1、世代周期短、世代周期短,子代群体大子代群体大;2 2、遗传物质比较简单、遗传物质比较简单;3 3、单倍体，便于研究基因突变、单倍体，便于研究基因突变;4 4、突变体多、突变体多;哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析一、噬菌体结构一、噬菌体结构1.结构简单结构简单蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。2.具有多样性具有多样性 外壳

5、的蛋白质种类、染色体类型和结构。外壳的蛋白质种类、染色体类型和结构。哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析3.根据噬菌体与宿主的关系，将噬菌体分为：根据噬菌体与宿主的关系，将噬菌体分为：烈性噬菌体：烈性噬菌体：感染宿主细胞后就进入裂解反应，使感染宿主细胞后就进入裂解反应，使 宿主细胞裂解，如大肠杆菌宿主细胞裂解，如大肠杆菌T噬菌体系列。噬菌体系列。温和噬菌体：温和噬菌体：感染宿主细胞后具有裂解和溶源两种感染宿主细胞后具有裂解和溶源两种 发育途径，如发育途径，如P1和和噬菌体。噬菌体。哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传

6、分析病毒的遗传分析 结构大同小异，外貌一般呈蝌蚪状结构大同小异，外貌一般呈蝌蚪状 头部：头部：双链双链DNADNA分子的染色体；分子的染色体；颈部：颈部：中空的针状结构及外鞘；中空的针状结构及外鞘；尾部：尾部：由基板、尾针和尾丝组成。由基板、尾针和尾丝组成。(一一)、烈性噬菌体、烈性噬菌体哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析 固定固定注入注入合成与破坏合成与破坏组装组装裂解裂解烈性噬菌体的感染周期烈性噬菌体的感染周期哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析T4噬噬菌菌体体的的感感染染过过程程哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析(二二)、温

7、和噬菌体、温和噬菌体例如例如和和P1噬菌体，噬菌体，和和P1各代表一种略有不各代表一种略有不同的溶源性类型同的溶源性类型哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析和和P1P1噬菌体噬菌体 和和P1P1各代表一种略有不同的溶源性类型各代表一种略有不同的溶源性类型 噬菌体：噬菌体：通过交换整合到细菌染色体上，通过交换整合到细菌染色体上，噬菌体噬菌体随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。P1P1噬菌体：噬菌体：侵入后并不整合到细菌的染色体上，而是侵入后并不整合到细菌的染色体上，而是独立存在于细胞质内；独立存在于细胞质内；P1P1噬菌体复制则

8、使每个子细胞中至噬菌体复制则使每个子细胞中至少含有一个拷贝。少含有一个拷贝。哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析噬菌体噬菌体哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析P1噬菌体噬菌体哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析噬菌体的各种突变型噬菌体的各种突变型 1、噬菌斑形态突变（噬菌斑形态突变（plaque morphology)2、寄主范围突变、寄主范围突变:(host range,h)3、条件致死突变：限制条件下不能繁殖、条件致死突变：限制条件下不能繁殖 许可条件下可以繁殖许可条件下可以繁殖 二、噬菌体突变型二、噬菌体突变型哈工大-遗传学第

9、五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析常用的两类条件致死突变常用的两类条件致死突变：温度敏感条件致死突变温度敏感条件致死突变(tsts)：基因突变后所编码的基因突变后所编码的蛋白质在限制温度下不稳定而丧失活性。蛋白质在限制温度下不稳定而丧失活性。抑制因子敏感突变抑制因子敏感突变(sussus)：突变使得原来正常的密突变使得原来正常的密码子变成了终止密码，因而翻译提前终止，不能形码子变成了终止密码，因而翻译提前终止，不能形成完整肽链和有活性的蛋白质。分为三类：成完整肽链和有活性的蛋白质。分为三类：UAG(amberUAG(amber),),UAA(ocher),UAA(ocher),UGA(o

10、palUGA(opal)琥珀突变琥珀突变 赭石突变赭石突变 乳白突变乳白突变哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析三种突变只有在带有三种突变只有在带有无义抑制基因无义抑制基因的宿主中可产生后代的宿主中可产生后代例如：噬菌体结构基因例如：噬菌体结构基因 细菌细菌tRNAtRNA基因反密码子基因反密码子 正常正常 突变突变 突变突变 正常正常基因：基因：5TA5TAC C 3 35TA5TAG G 3 3 3 3ATATC C 5 5 33ATATG G 5 5 mRNA 5UAmRNA 5UAC C 3 5UA 3 5UAG G 3 3 3 3AUAUC C 5 3 5 3AU

11、AUG G 5 5 表型：酪氨酸表型：酪氨酸 终止终止 5UAG 35UAG 3 酪酪氨酸氨酸 酪酪氨酸氨酸33AUCAUC 5 5 酪酪氨酸氨酸哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析三、噬菌体突变型在遗传学中的应用三、噬菌体突变型在遗传学中的应用(一一)、T T系噬菌体系噬菌体1.1.基因组结构特点基因组结构特点 T2T2和和T4T4噬菌体相似，它们的大部分基因和遗噬菌体相似，它们的大部分基因和遗传结构是相同的。放射自显影显示传结构是相同的。放射自显影显示T2T2染色体是一染色体是一个线状个线状DNA,DNA,但是它们的遗传图却是环状的。但是它们的遗传图却是环状的。哈工大-

12、遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析环状排列与末端重复环状排列与末端重复哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析形成环状排列的原因形成环状排列的原因哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析2.T2.T系噬菌体突变型的应用系噬菌体突变型的应用v T2T2的重组测验的重组测验 -两点测交两点测交v T4T4的重组测验的重组测验 -三点测交三点测交v T4T4的互补测验的互补测验哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析r r+:小噬菌斑，直径为小噬菌斑，直径为1mm1mm左右，周边有朦胧的光环。左右，周边有朦胧的光环。r r-:大噬菌斑，直

13、径约大噬菌斑，直径约2mm2mm左右，周缘清晰左右，周缘清晰。哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析野生型野生型h+噬菌体：噬菌体：能侵染菌株能侵染菌株B，但不能侵染，但不能侵染菌株菌株B/2，所以把，所以把h+噬菌体接种到噬菌体接种到B和和B/2的混合的混合培养物时，噬菌斑是半透明。培养物时，噬菌斑是半透明。突变型突变型h-噬菌体：噬菌体：既能侵染菌株既能侵染菌株B，也能侵染，也能侵染菌株菌株B/2，所以把，所以把h-噬菌体接种到噬菌体接种到B和和B/2的混合的混合培养物时，噬菌斑是透明。培养物时，噬菌斑是透明。哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大

14、-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析大大哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析 两个两个T4噬菌体品系感染噬菌体品系感染E.coli细胞，品系细胞，品系1的基因的基因型是型是abc，品系，品系2的基因型是的基因型是a+b+c+。重组后获得如下。重组后获得如下表的数据。问：表的数据。问：a、b和和c是否连锁？如连锁确定其顺序是否连锁？如连锁确定其顺序和图距；（和图距；（2）、计算并发系数，）、计算并发系数，其数值代表的意义是其数值代表的意义是什么？什么？

15、基因型基因型abcab+c+abc+ab+c频率频率0.340.050.080.02基因型基因型a+b+c+a+bca+b+ca+bc+频率频率0.360.050.090.02哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析两个基因的噬菌体杂交后所测定的重组率如下：两个基因的噬菌体杂交后所测定的重组率如下：ab+a+b3.0%ac+a+c2.0%bc+b+c1.5%(1).a、b、c 三个基因在连锁图上的次序如何？为什么它们三个基因在连锁图上的次序如何？为什么它们之间的距离不是累加的？之间的距离不是累加的？(2).假定三因子杂交，假定三因子杂交，ab+c a+bc+,预期哪两种类型的重

16、预期哪两种类型的重组子频率最低？组子频率最低？(3).计算计算(2)所假定的三因子杂交中，各重组类型的频率？所假定的三因子杂交中，各重组类型的频率？哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析(二二)、X174X174噬菌体噬菌体（1 1）基因组的结构特点）基因组的结构特点 DNADNA含有含有53865386个核苷酸，编码总分子量为个核苷酸，编码总分子量为2525万的万的1111个蛋白质分子。个蛋白质分子。SangerSanger发现存在着发现存在着重叠基因。重叠基因。哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析（2 2）X174X174噬菌体突变型在遗传学中的应用噬

17、菌体突变型在遗传学中的应用 互补实验互补实验:两点测交两点测交:三点测交三点测交:哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析(三三)、噬菌体噬菌体（1 1）噬菌体的基因组特点：噬菌体的基因组特点：约有约有4900049000个核苷酸的线状个核苷酸的线状DNADNA分子分子v许多功能相关的基因聚集在一起许多功能相关的基因聚集在一起v结构基因及其编码蛋白质所作用的部位也处在邻接区域结构基因及其编码蛋白质所作用的部位也处在邻接区域v从从噬菌体颗粒中分离的噬菌体颗粒中分离的DNADNA是双链线状分子，是双链线状分子，具有具有1212个核苷酸组成的互补的单链粘性末端。个核苷酸组成的互补的单

18、链粘性末端。哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析（2 2）原噬菌体的插入与切除）原噬菌体的插入与切除 插入插入IntInt基因编码整合酶基因编码整合酶噬菌体基因组上附着位点噬菌体基因组上附着位点attpattp细菌染色体上附着位点细菌染色体上附着位点attattB B，位于细菌染色体上，位于细菌染色体上的的galgal和和biobio基因之间。基因之间。切除切除 在基因在基因intint和和xisxis基因的作用下完成。基因的作用下完成。哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章第五章

19、 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析（3 3）噬菌体在遗传学中的应用噬菌体在遗传学中的应用 通过通过互补测验互补测验或或重组测验重组测验可确定可确定dgaldgal与与dbiodbio品系品系中中基因组缺失的范围。如基因组缺失的范围。如dgaldgal噬菌体与一系列已知位噬菌体与一系列已知位点的点的sussus突变噬菌体品系杂交，检测它们是否形成野生型突变噬菌体品系杂交，检测它们是否形成野生型重组体，如果重组体，如果dgaldgal品系中某个待测基因有缺陷，就不会品系中某个待测基因有缺陷，就不会形成野生型重组体。形成野生型重组体。哈工大-遗传学

20、第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析 噬菌体基因分为两类：噬菌体基因分为两类：v噬菌斑形成所必需的基因，在基因组中以大噬菌斑形成所必需的基因，在基因组中以大写字母表示写字母表示v噬菌体斑形成非必需的基因，用小写字母或噬菌体斑形成非必需的基因，用小写字母或希腊字母表示希腊字母表示哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析 噬菌斑形成所必需的基因噬菌斑形成所必需的基因1 1）A A、W W、B B、C C、D D、E E、F F基因是头部形成必需基因基因是头部形成必需基因2 2）Z Z、U U、V V、G G、T T、H H、M M、L L、K K、I I、J J是尾部形成必需

21、基因是尾部形成必需基因3 3）O O、P P是噬菌体复制的必需基因是噬菌体复制的必需基因4 4）S S、R R是细菌细胞裂解及子代噬菌体释放的必需基因是细菌细胞裂解及子代噬菌体释放的必需基因5 5）N N、Q Q是正调节基因，可促进噬菌斑的形成是正调节基因，可促进噬菌斑的形成哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析 噬菌斑形成非必需的基因噬菌斑形成非必需的基因1 1）attatt为噬菌体附着区为噬菌体附着区2 2）intint和和xisxis为专一位置重组所必需为专一位置重组所必需3 3）cccccc为噬菌体进入溶源化所必需。为噬菌体进入溶源化所必需。4 4）exoexo为核酸外切酶基因为核酸外切酶基因5 5）redred为重组基因。为重组基因。哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章第五章 病毒的遗传分析病毒的遗传分析