噬菌体分析与基因结构演示教学

1、噬菌体分析与基因结构C 干建平 黄冈师范学院遗传学C 干建平 黄冈师范学院遗传学C 干建平 黄冈师范学院遗传学二、噬菌体的基因重组 重组值计算：重组值计算： 重组噬菌斑数重组频率 = * 100% 总噬菌斑数 ( (h+r+ + h-r-h+r+ + h-r-) ) = * 100% (h+r- + h-r+ + h+r+ + h-r)(h+r- + h-r+ + h+r+ + h-r)C 干建平 黄冈师范学院遗传学三、噬菌体T4 rII 突变型作图 Benzer分析了3000多个T4 rII突变型，都具有相同的表型，这些突变是是属于一个基因还是多个基因 ？ C 干建平 黄冈师范学院遗传学（1

2、）重组作图 利用重组法进行重组测验，计算各种突变型的重组值。C 干建平 黄冈师范学院遗传学混合感染rII突变体rII突变体 E .coli k()互补作用 无互补作用细胞裂解释放 细胞不裂解无子出子代噬菌体 代噬菌体释放C 干建平 黄冈师范学院遗传学C 干建平 黄冈师范学院遗传学Benzers map of the rII region generated from crosses of 60 different mutant T4 strains.C 干建平 黄冈师范学院遗传学（2）缺失作图点突变（点突变（point mutation)：核苷酸对发生了改变：核苷酸对发生了改变缺失突变（缺失突

3、变（deletion mutation):缺失了相邻的许多缺失了相邻的许多核苷酸对。核苷酸对。二者的区别点突变：单个位点；可以回复突变，与基因内其它位点突变重组恢复野生型缺失突变：多个位点；不能回复突变；不与另一基因组内缺失区的点突变之间重组C 干建平 黄冈师范学院遗传学缺失作图原理 将待测的突变型与已知的系列缺失突变型进行杂交，观测重组结果。 1、凡是能和某一缺失突变型进行重组的，突变位点不在缺失范围内； 2、凡是不能和某一缺失突变型进行重组的，突变位点位于缺失范围内。C 干建平 黄冈师范学院遗传学待测突变型与已知缺失突变系列（ A D）杂交r+r+no r+no r缺失突变系列C 干建平

4、黄冈师范学院遗传学Benzer把把rII区划分为区划分为47个片段个片段C 干建平 黄冈师范学院遗传学优点：较重组作图杂交次数少。 同时，精确度较高。C 干建平 黄冈师范学院遗传学第二节 基因精细结构分析一、一、 基因的经典概念及发展基因的经典概念及发展1865年 Mendel：遗传因子1903年 Sutton 和 Boveri：遗传因子位于染色体上 1909年 Johanssen：基因1910年40年代, Morgan 建立基因学说。提出了 “三位一体”的基因概念C 干建平 黄冈师范学院遗传学基因的经典概念 1、 染色体是基因的载体 2、基因在染色上呈直线排列 3、 基因的 “三位一体” 概

5、念 结构单位：交换只能发生在基因之间 突变单位：整体突变，成为等位基因 功能单位：产生特定的表型效应C 干建平 黄冈师范学院遗传学基因概念的发展基因概念的发展 1944年 Avery：遗传物质是DNA。 1944年 Beadle：一个基因一个酶学说。 发展一基因一多肽学说 1953年 Wateon和Crick：DNA双螺旋模型。 基因是具有一定遗传效应的DNA片段。 C 干建平 黄冈师范学院遗传学基因概念的发展基因概念的发展 1955年，Benzer的顺反子学说。基因是一个作用单位，但基因是可分的 。 60年代，Jacod 和 Monod：操纵子模型,基因在功能上是有差别的。 断裂基因，重叠基

6、因，跳跃基因，假基因等的发现进一步丰富了基因的内容。C 干建平 黄冈师范学院遗传学1、反式互补 控制同一性状的两个连锁基因。Arg1、Arg2 Arg1 Arg2 / Arg1 Arg2异核体（野生型） Arg1 Arg2 （突变型）Arg1 Arg2（突变型）二、顺反效应与互补C 干建平 黄冈师范学院遗传学Arg1Arg2Arg1Arg2反式（trans)：两个突变座位分属同源染色体的两个染色体顺式（cis)：两个突变座位位于同一条染色体。 互补（complementation）：不同对的两个基因在功能上可以弥补对方的缺陷，这两个突变型称为互补。野生型野生型反式与顺式的表型效应相同（野生型）

7、，表明这两个基因为非等位基因。C 干建平 黄冈师范学院遗传学Arg1Arg2Arg1Arg2野生型野生型C 干建平 黄冈师范学院遗传学2、反式不互补 曲霉菌多种腺嘌呤营养缺陷型。如ad 16、ad 8ad 16 ad 8缺陷型：99.86ad 16 / ad 8（异核体）不互补 等位基因交换 非同一位置野生型：0.14adadad8ad16？C 干建平 黄冈师范学院遗传学Arg1Arg2Arg1Arg2ad16ad2ad16ad8突变型野生型野生型野生型反式顺式两种情况比较？C 干建平 黄冈师范学院遗传学 应将 ad16和 ad 8看作是一个基因内的两个位点，基因是一个作用单位，只有保持基因的

8、完整，才具有正常的功能。C 干建平 黄冈师范学院遗传学Arg1Arg2Arg1Arg2野生型野生型突变型野生型反式顺式ad16ad8ad16ad2C 干建平 黄冈师范学院遗传学ad16ad2野生型有缺陷基因型ad16ad8产物表型顺式反式有缺陷有缺陷正常突变型C 干建平 黄冈师范学院遗传学基因内的不同位点上可以发生突变，基因内的不同位点间可以发生重组。ad16ad8ad16ad2C 干建平 黄冈师范学院遗传学ad16ad8ad8ad16ad16ad2ad16ad16ad8ad8ad16ad81、412341、32、42、3突变野生突变野生突变反式顺式0.14野生型的形成C 干建平 黄冈师范学院

9、遗传学三、基因的精细作图噬菌体T4 rII 突变型遗传图C 干建平 黄冈师范学院遗传学研究表明 rII突变型分成两组（功能群）：A组和B组。A组 B组C 干建平 黄冈师范学院遗传学rIIA 是一个独立的功能单位。是一个独立的功能单位。rIIA 的任意两个突变型无互补作用AB反式不互补A组 B组C 干建平 黄冈师范学院遗传学rIIB是一个独立的功能单位。是一个独立的功能单位。rIIB 的任意两个突变型无互补作用AB反式不互补A组 B组C 干建平 黄冈师范学院遗传学r IIA 和 r IIB是两个独立的功能单位 两个顺反子（ cistron）-r IIA 和 rIIB 。A组任一个突变型与B组的任

10、一个突变型均能互补AB反式互补C 干建平 黄冈师范学院遗传学顺反子顺反子（ cistron）顺反子顺反子：在反式构型中不能互补的各个突变型在染色体上所占的一个区域。是一个必须保持完整才具有正常生理功能的遗传物质的最小单位。一个顺反子就是一个功能水平上的基因。顺反子中的各种突变位点称为突变子（Muton） 一个顺反子是一段遗传区域，在这一遗传一个顺反子是一段遗传区域，在这一遗传区域中的突变位点之间没有互补作用。区域中的突变位点之间没有互补作用。C 干建平 黄冈师范学院遗传学 互补试验可以确定同一表型效应的两个突变型是等位的，还是非等位的。 同一顺反子的两个突变型是否为同一位点（site）突变，可

11、通过重组作图来判断，如有重组，则两突变型处于不同位点，如测不出重组值，就确定为同一位点。 基因是一个作用单位（顺反子），基因内部可以产生不同的突变，形成不同的突变型，同一基因内可以进行重组。 基因内出现重组的最小区间称为重组子（recon） C 干建平 黄冈师范学院遗传学不同基因间的突变型，顺式、反式都互补同一基因内不同位点的突变型，顺式互补；反式不互补 顺反子具有功能上的完整性和结构上的可分割性 顺式试验反式试验在同一顺反子中在不同顺反子中A B A B A B A B+ + + 突变位点C 干建平 黄冈师范学院遗传学四、基因的现代概念基因：一个基因相当于DNA分子上的一定区段，它携带有特定

12、的遗传信息，这类遗传信息或者被翻译成多肽链(指mRNA)、或者被转录为RNA 、或者对其他基因的活动起调控作用 (启动基因，操纵基因等）。C 干建平 黄冈师范学院遗传学 一个顺反子等同于一个基因，可以分成很多突变子和重组子。 突变子（Muton） ：基因内改变后可以产生突变型表型的最小单位。一个突变子可以小到只是一个核糖核酸对。 重组子（recon） ：基因内发生重组的最小区间。即基因内不能由重组分开的基本单位。一个重组子可只包含一个核糖核酸对。C 干建平 黄冈师范学院遗传学G C T T T GT T T T A C T A A C G A AA CA A A A T GA T TG C T

13、 T T T T T T T A C T A A C G A AA AA A A A T GA T TG C T T T G T A T T A C T A AC G A AA CA T A A T GA T TC 干建平 黄冈师范学院遗传学座位（locus）与位点（site）的区别 座位（locus）：基因在染色体上所处的位置。一个基因座位包括很多个核苷酸对。 位点（site）：在DNA（基因）的核苷酸序列中的一个核苷酸对，一个基因内不同位点的改变可以形成（复）等位基因。 C 干建平 黄冈师范学院遗传学顺反子假说顺反子假说（Theory of cistronTheory of cistron） CistronCistron 是基因的同义词是基因的同义词 在一个顺反子内，有若干个突变单位在一个顺反子内，有若干个突变单位 突变子突变子( (mutonmuton) ) 在一个顺反子内，有若干个交换单位在一个顺反子内，有若干个交换单位 交换子（交换子（reconrecon） 基因是一个具有特定功能的，完整的，不可分割的基因是一个具有特定功能的，完整的，不可分割的 最小的遗传单位最小的遗传单位 基因内可以较低频率发生基因内的重组，交换基因内可以较低频率发生基因内的重组，交换 pseudo allelespseudo alleles