病毒的遗传分析

病毒的遗传分析第1页，共36页，2023年，2月20日，星期一第一节噬菌体的遗传基础一．病毒遗传研究的意义和优越性

①世代周期短，繁殖块，繁殖系数高。②易于管理和进行生物化学分析。③遗传物质比较简单，用于研究基因结构、功能及表达调控机制比较方便。④便于研究基因的突变。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。

第2页，共36页，2023年，2月20日，星期一二．病毒的拟有性过程

拟有性过程:不经过减数分裂和授精作用而导致遗传物质的重组的过程，是细菌或病毒获取外源遗传物质的方式或途径。

第3页，共36页，2023年，2月20日，星期一三．病毒的形态结构与基因组病毒的形态结构第4页，共36页，2023年，2月20日，星期一病毒的基因组特点①病毒的基因组大小相差较大，类型多样；②多数RNA病毒的基因组是由连续的核糖核酸链组成，但也有些病毒的基因组RNA由不连续的几条核酸链组成；③基因重叠；④冗余序列少或没有；⑤基因为多顺反子；⑥绝大多数基因组都是单倍体；

⑦噬菌体（细胞病毒）的基因是连续的；而真核细胞病毒的基因是不连续的。第5页，共36页，2023年，2月20日，星期一四．病毒的增殖与突变型增殖第6页，共36页，2023年，2月20日，星期一烈性噬菌体生活周期第7页，共36页，2023年，2月20日，星期一温和噬菌体生活周期第8页，共36页，2023年，2月20日，星期一噬菌斑形态突变型：条件致死突变型：在某些条件下，这些突变型是致死的，而在另一些条件下仍可进行繁殖，从而得以扩增进行研究。常用的有两大类条件致死突变：“抑制因子敏感”突变和“温度敏感”突变。E.ColiB突变型宿主范围突变型：E.ColiB+B2第9页，共36页，2023年，2月20日，星期一T4野生型和突变型的区别类型不同大肠杆菌菌斑平板上表型BK(λ)S野生型小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑rI大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑rII大噬菌斑无噬菌斑（致死）小噬菌斑rIII小噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑第10页，共36页，2023年，2月20日，星期一第二节噬菌体突变型的重组测验一．Benzer的重组测验与基因的精细结构分析Benzer重组实验：r47+和+r104

第11页，共36页，2023年，2月20日，星期一第12页，共36页，2023年，2月20日，星期一利用这种方法测得最小重组率的意义最小测得重组率=0.02%=0.02cMT4噬菌体图距=1500cM(遗传重组测得)T4噬菌体1.8105bp(生物化学测得)回头看作图的精度：0.02cM=2-3bp=[1.8105bp/1500cM]

0.02cM第13页，共36页，2023年，2月20日，星期一二．T2突变型的两点测交与作图T2突变型及特性

细菌

BB2B+B2快速溶菌突变型：r大斑大斑大斑野生型：r+小斑小斑小斑T2宿主范围野生型:

h+

+

-半透明T2宿主范围突变型:

h+

+透明第14页，共36页，2023年，2月20日，星期一第15页，共36页，2023年，2月20日，星期一

表现型基因型透明,小hr+亲组合半透明,大h+r亲组合透明,大hr重组合半透明,小h+r+重组合噬菌体重组值的计算

重组噬菌斑数重组值=

总噬菌斑数*100%第16页，共36页，2023年，2月20日，星期一rxh+与r+h-杂交结果根据上表结果可以分别作出3个连锁图

第17页，共36页，2023年，2月20日，星期一有四种可能的排列顺序你能否确定这4个基因座的关系？还缺什么条件？怎么解决?为什么？？？？？第18页，共36页，2023年，2月20日，星期一三．λ噬菌体的基因重组与作图Kaiser(1955)，λ噬菌体的重组作图。用UV照射获得了5个λ噬菌体的突变型：

s型，噬菌斑较小，

mi型，噬菌斑特别小，

c型，噬菌斑完全清晰，

co1型，噬菌斑中间模糊，四周清晰，

co2型，噬菌斑的中部较co1型更为浓密。第19页，共36页，2023年，2月20日，星期一第20页，共36页，2023年，2月20日，星期一四．T4突变型的三点测交与作图

T4的mrtu

+++

三点试验结果

类型噬菌斑数%重组频率%m-rr-tum-tu亲本类型mrtu3467+++3279单交换型m++520+rtu474单交换型mr+853++tu965双交换型m+tu162+r+172

合计1034269.6%9.6%∨∨17.5%∨∨3.3%∨∨作图：m12.9r20.8tu

27.112.920.8第21页，共36页，2023年，2月20日，星期一第三节噬菌体突变型的互补测验一．互补测验与顺反子

Pwawa×wY

杏色白色F1waw×waY(杏色）

F2wawawawwaYwY

杏色白色在大量的F2群体中却出现了1/1000野生型红眼出现1.拟等位现象和顺反位置效应第22页，共36页，2023年，2月20日，星期一Pwa+/wa+×+w/Y

F1wa+/+w×wa+/Y

（雌配子）

（雄配子）wa++wwaw++wa+Ywa++wwaw++wa++wwaw++

wa+wa+

wa+

wa+

YYYY第23页，共36页，2023年，2月20日，星期一拟等位基因(pseudoalleles)：表型效应相似，功能密切相关，在染色体上的位置又紧密连锁的基因。这些基因产生的表型相似，但位置上并不等位。wa+/+w两个突变分别在两条染色体上，称为反式（trans)，waw/++两个突变同时排在一条染色体上，而另一条染色体上两个位点均正常，称为顺式（cis)。反式表现为突变型，顺式排列为野生型，这种由于排列方式不同而表型不同的现象称为顺反位置效应（cis-transpositioneffect)

。第24页，共36页，2023年，2月20日，星期一互补测验（complementationtest）：也称顺反测验（cis-transtest），指将两个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（看顺式反式排列是否有功能上的互补）。2.互补测验原理与方法利用互补测验确定顺式排列或反式时能否发生功能互补,顺式排列能发生功能互补且反式排列也能互补，属两个顺反子（两个基因）。顺式排列能发生功能互补且反式排列不能互补，是属一个顺反子（一个基因）。第25页，共36页，2023年，2月20日，星期一第26页，共36页，2023年，2月20日，星期一斑点测试法（spottest）第27页，共36页，2023年，2月20日，星期一顺反子：Benzer把在反式构型中不能互补的各个突变位点在染色体上所占的一个区域称为一个顺反子。一个顺反子就是一个基因，就是一个基因座位，包含多个基因位点，是遗传上的一个功能单位，但不是一个突变单位或重组单位。遗传上的突变单位和重组单位是突变子（muton)和重组子(roecon)，突变子是基因内改变后可以产生突变表型的最小单位。它只相当与一个核苷酸对，不能将其定义为一个基因。重组子是基因内不能有重组分开的遗传单位，也不能将其定义为一个基因。所以：基因可分，可分为很多突变子和重组子。第28页，共36页，2023年，2月20日，星期一同一基因内两个不同位点突变致使两条原来相同的多肽转变成两条分别在不同位点上发生变异的多肽链，而后将这两条多肽构成双重杂合子，这两者配合起来，有可能表现出不同程度酶活性的恢复，这种现象称为基因内互补。二．T4条件致死突变型的互补测验（自学）三．X174的条件致死突变的互补测验（自学）四．基因内互补第29页，共36页，2023年，2月20日，星期一基因间互补基因内互补发生机率普遍存在只少数能发生缺失突变能不能酶活性同野生型明显低于野生型（仅25%）基因内互补与基因间互补的区别第30页，共36页，2023年，2月20日，星期一第四节噬菌体T4rII的缺失突变

与作图一．缺失作图的原理第31页，共36页，2023年，2月20日，星期一二．缺失作图的方法第32页，共36页，2023年，2月20日，星期一第五节噬菌体基因组与位点专一性重组一．噬菌体的基因组第33页，共36页，2023年，2月20日，星期一第34页，共36页，2023年，2月20日，星期一