病毒学期中作业λ噬菌体的基因调控

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第五章 细菌和噬菌体遗传

第五章 细菌和噬菌体遗传




便于研究基因重组 细菌具有转化、转导和接合作用,可以进行 精密的遗传分析 便于研究基因结构、功能及调控机制 细菌和病毒遗传物质简单,易于进行基因定 位、结构分析和分离,基因的表达调控也适于 采用生理生化的方法进行深入研究 便于进行遗传操作 染色体结构简单,没有组蛋白和其它蛋白的 结合,更宜于进行遗传工程的操作
附加体:F因子既可以以游离状态存在于细胞内,
也可以整合到细菌的染色体上,称为附加体
Hfr×F
-
致育基因在最后,很难进入受 体细胞,不能使F-变成F+,细 菌的遗传重组频率很高
F 因 子 和 Hfr 的 关 系
部分二倍体

部分二倍体(partical diploid):既带有自身 完整的基因组,又有外源DNA片段的细胞, 也称为部分合子(merozygote)。
中断杂交实验
1957年E.Wollman和E.Jacob设计完成
中断杂交作图:指在Hfr×F-杂交中,把接合中的细 菌在不同时间取样,搅拌中断杂交,分析受体菌基因 型,以Hfr基因出现在F-中的先后顺序,以转移时间 为图距单位进行基因作图的方法
用一种大肠杆菌的不同Hfr菌株进行中断杂交实验, 作出连锁图,其基因向F-细胞转移的顺序不同
部分二倍体中发生交换: 单数交换:打开环状染色 体,产生一个线性染色体, 这种细胞是不能成活的。 偶数交换:产生可遗传的 重组体和片段
细菌部分二倍体的形成方式
转化
转导
接合
接合(conjugation)
接合过程由性纤毛介导,需要静止
转化(transformation)
转化:细菌细胞摄取周围 游离的外源DNA片段, 通过同源区段的交换而实 现基因重组 必须是感受态细胞 外源DNA片段被细菌吸附, 单链进入细菌细胞并与细 菌染色体发生重组

2022年清华大学生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)

2022年清华大学生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)

2022年清华大学生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)一、填空题1、细菌的染色方法有______、______和______。

其中鉴别染色法又可分为______、______、______和______。

2、由一步生长曲线可获得病毒繁殖的两个特征性数据,即潜伏期和裂解量。

前者为______所需的最短的时间,后者为______的平均数目。

3、新陈代谢是生物体内发生的一切有序化学变化的总称,它包括______和______两部分。

4、化能自养型和化能异养型微生物,生长所需的能量前者来自于______的氧化放能,而后者则来自于______的氧化放能;生长所需的碳源前者以______为主,后者则以______为主要来源。

5、霉菌的气生菌丝可分化出各种类型的子实体,如无性的______、______、______等;有性的______、______和______等。

6、微生物在资源开发上具有良好的发展前景,表现在:______,______,以及______等等。

7、巴氏消毒法的具体方法很多,主要可分为两类,即______和______。

8、在工业防霉剂的筛选中,经常要用8种霉菌作为模式试验菌种,如______、______、______和______等。

9、当前对原核受体细胞来说,在遗传工程中的最合适外源基因载体是 ______和______,对真核细胞受体来说,在动物方面主要有______,植物方面则主要是______。

10、外毒素的种类很多,常见的如______、______、______和______ 等。

二、判断题11、由于支原体细胞膜上含有甾醇,因此,它们对于抗真菌的抗生素很敏感。

()12、病毒、类病毒和朊病毒因其是活细胞内寄生物,不能在人工培养基上培养,故属于难养菌。

()13、在化能自养细菌中,呼吸链的递氢作用是不可逆的。

()14、至今人类及许多有益动物的疑难疾病和威胁性最大的传染病几乎都是由病毒引起的。

大肠杆菌的λ-噬菌体

大肠杆菌的λ-噬菌体
•结构区:A~ J19个基因,编码头、 尾部蛋白质 •非必须区: 非必须,基因重组int(intagrate) 及xis(excision)
•功能区:裂解相关S和R,复制相关O和P
3、感染周期(溶菌循环)
•λDNA复制早期:一个ori ,双向复制 •晚期:滚环复制--多个λDNA分子形成线状多联体
尾巴上的微丝可以把噬菌 体的DNA注入细菌内。
噬菌体或病毒的DNA能被开发
成为基因工程的有用载体,因为:
1.高效率的感染性能使外源基
因高效导入受体细胞;
2.自主复制繁殖性能使外源基
因在受体细胞中高效扩增。
大肠杆菌的λ-噬菌体
(一) λ-噬菌体的生物学特性 1、由外壳包装蛋白和λ-DNA组成 2、 λ-DNA的物理图谱
必须携带标记基因
经改造后只具有一个可供外源DNA插入的克隆位点,长度 为37kb,为包装的下限,它本身也能被包装,允许插入 片段最大为14kb.
取代型载体(substitution vector)
具有成对的克隆位点,空载的载体DNA只26kb,不能被包 装,无法进入受体细胞中去,不需要标记基因.
应用:
(1)功能相近的基因在基因组中聚集在一起 目前已经被确定的基因至少61种,一半为必需 基因
(2)线状双链DNA,两端各有一个12bp的互补单链 (粘性末端,cohesive-end site),称λcos site ,粘性末端粘连接变成环状DNA。
λco基因大致分为3个区:
cI基因:编码阻遏蛋白,是感染了λ噬菌体的寄主细胞进 入溶源化的必要条件。cI基因失活或缺失的λ噬菌体无法 使寄主细胞发生溶源化效应。
DNA重组技术一般需要噬菌体处于溶源状态。
λ噬菌体DNA的整合与删除:

2022年河南科技学院生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)

2022年河南科技学院生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)

2022年河南科技学院生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)一、填空题1、细菌糖被的主要生理功能为______、______、______、______、______和______等。

2、一步生长曲线的三个重要的特征参数______、______和______。

3、发酵的产能机制都是______,因而产能效率极低。

4、培养基的主要理化指标通常有______、______、______和______等数种。

5、真菌菌丝的横隔膜主要有______、______、______和______四种类型。

6、由科赫提出的确证某病原体为某传染病病因的学说称为______,它的主要内容有:①______,② ______,③ ______,④ ______。

7、若干常用抗生素的抗菌谱是:青霉素以抗革兰氏______性菌为主,链霉素以抗革兰氏______性菌和______为主,金霉素、土霉素、四环素属广谱抗生素,可抗______、______、______和______;抗真菌的抗生素有______、______和______等。

8、无菌动物在生理上有几个特点:______,______,______等。

9、λ噬菌体感染宿主后最先转录,并合成一些调节蛋白,通过调节蛋白的作用,其他基因的转录或被激活或被阻遏,从而使它进入______或______途径。

10、生物制品的内容可分四大类,即______,______,______和______。

二、判断题11、固氮菌等的孢囊,除其形成方式与芽孢不同外,其功能(休眠、抗热性)与芽孢相同。

()12、用稀释摇管法分离获得的微生物均为厌氧微生物。

()13、化能自养微生物的产能效率、生长速率和生长得率都很低。

()14、E.coli T偶数噬菌体的核心是由线状双链DNA构成的。

()15、菌核和子实体都是由菌丝形成的。

()16、菌物界是指广义的真菌界,包括黏菌门、假菌门和真菌门(狭义的真菌)3部分。

微生物学[第七章病毒]山东大学期末考试知识点复习

微生物学[第七章病毒]山东大学期末考试知识点复习

第七章病毒一、要点提示1.病毒是一类结构极其简单、具有特殊的繁殖方式的绝对细胞内寄生物;是既具有化学大分子属性、又具有生物体基本特征,既具有细胞外的感染性颗粒形式、又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。

2.病毒的宿主范围是病毒能够感染并在其中复制的生物种类和组织细胞种类。

根据病毒的宿主范围,可将病毒分为原核生物病毒和真核生物病毒。

前者包括噬菌体、噬蓝(绿)藻体和支原体噬菌体等,后者包括植物病毒、真菌病毒、原生动物病毒、无脊椎动物病毒和脊椎动物病毒等。

3.病毒主要依据包括病毒形态、毒粒结构、基因组、复制、化学组成在内的毒粒性质,病毒的抗原性质及生物学性质进行分类;按照ICTV 1998年提出的病毒命名规则命名。

4.病毒的分离与纯化,包括病毒的物理颗粒计数和病毒的感染性测定的定量分析,以及依据病毒感染的宿主范围及表现、病毒的理化性质、病毒的血细胞凝集性质、病毒的免疫学性质以及分子生物学性质进行的病毒鉴定是病毒学研究的基本方法,其对于病毒学的研究与实践具有重要的意义。

5.病毒具有确定的形态结构和化学组成。

病毒的基本结构是核壳结构,即包围着病毒基因组核酸(DNA或RNA)的蛋白质壳体。

壳体的基本对称形式是螺旋对称和二十面体对称。

有的病毒的核壳外还覆盖由细胞膜衍生而来的脂蛋白膜即包膜。

毒粒的主要化学组成包括核酸、蛋白质、脂类和糖类等。

核酸是病毒的遗传物质,病毒的基因组核酸有dsDNA、ssDNA、dsRNA、ssRNA 4种基本类型,其中根据基因组核酸是线状还是环状,是单一分子还是分段,以及单链核酸的极性分成不同的种类。

构成毒粒的结构蛋白包括壳体蛋白、包膜蛋白和毒粒酶,它们各具有不同的功能。

6.病毒的繁殖是以复制方式进行。

病毒的复制周期大致可以分为连续的5个阶段:即吸附、侵入、脱壳、大分子合成和装配释放。

病毒表面蛋白特异地与细胞受体相互作用,导致病毒与细胞的结合,从而启动病毒的感染。

侵入是病毒感染的第二阶段,病毒能以核酸、或核壳、或毒粒等形式进入细胞,且不同病毒进入细胞的方式不同。

λ噬菌体的综述

λ噬菌体的综述

生命科学学院病毒生物学λ噬菌体综述摘要:噬菌体是一类温和噬菌体,它们感染大肠杆菌后能进行溶菌性生长(Lytic growth)和溶源性生长(Lysogenic growth)。

其溶源特性对基因重组与遗传工程研究有很大帮助。

本文就λ噬菌体的基因组结构、溶关键词:λ噬菌体溶原性溶菌性基因克隆引言:大肠杆菌噬菌体λ为长尾噬菌体科,是一类中等大小的大肠杆菌病毒,其基因组为双链线状DNA,由48502对碱基组成,分子量3.2×107 ,约50个基因,特点是相关基因成簇排列,形成若干个操纵子。

基因组两端为粘性末端,中间有相当长的DNA片段是裂解生长非必需的,这就为其作为外源基因的克隆载体提供了方便。

λ噬菌体由头和尾构成,其基因组组装在头部蛋白质外壳内部,其序列已被全部测出。

感染时吸附位点为细胞壁。

属温和性感染;感染的DNA环化并整合于宿主基因组中。

以θ环双向复制,然后通过滚环机制单向复制。

用于感染大肠杆菌的λ噬菌体改造成的载体应用最为广泛。

1、The discovery of bacteriophage lambda1951年J. Lederberg的妻子Esther Lederberg第一个证明了 J. Lederberg和Tatum用来杂交的K-12中有原噬菌体,并命名为λ,经10年的研究搞清了溶原化的实质。

从此之后,λ噬菌体被广泛用于模式物种;1962年Esther Lederberg的同事并且还是她最好的朋友Allan Campbell首次发现了λDNA整合到细菌DN A的机制;之后由λ噬菌体改造后的载体广泛的用于基因工程。

2、The characteristics of bacteriophage lambda2.1、结构特点:λ为大肠杆菌温和性噬菌体,属长尾噬菌体科,头壳为直径约50nm的二十面体,其内包裹一长线状双链DNA分子(46500bp),因分子两端各有一含12个核苷酸的黏性末端,故又可黏合成环状分子。

【精品】噬菌体论文

【精品】噬菌体论文

【关键字】精品《病毒学》论文题目:噬菌体表面展示技术的研究进展学生姓名:刘小燕学号:033系(院):英东生命科学学院专业:生物技术班级:08生物技术(1)班指导教师姓名及职称:教授起止时间:2011 年3 月——2011 年 4 月(教务处制表)噬菌体表面展示技术的研究进展刘小燕(英东生命科学学院08生物技术021)摘要:噬菌体表面展示技术是将各种多肽或蛋白质,以融合蛋白的形式表达并展示在噬菌体表面,同时将其遗传密码包含于噬菌体内部,这使蛋白质的功能与其基因密码有机的连接在一起的技术。

它是一种简便、有效、易于控制的用于肽库表达的操作系统,在诸多研究领域都展示了其独特的优势,具有极广阔的发展前景。

本文概述了噬菌体表面展示技术的原理、应用现状和研究进展等主要内容。

关键词:噬菌体遗传密码肽库应用噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的的总称,作为病毒的一种,噬菌体具有病毒特有的一些特性:个体微小;不具有完整结构;只含有单一核酸。

80年代中期,Georgep.s在前人对丝状噬菌体分子生物学研究的基础上首先提出了噬菌体展示技术。

目前,噬菌体展示技术的研究进展很迅速,在开发新型疫苗、抗体工程、DNA 结合蛋白研究等生物技术研究的不同领域得到了很大的应用,受到越来越多人的关注。

1 噬菌体的表面展示技术的基本原理及特点技术是将外源蛋白或多肽的DNA序列拔出到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,使外源基因随外壳蛋白的表达而表达,同时,外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。

其中基本技术原理是:将多肽或蛋白质的编码基因或目的基因片段克隆入噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,在阅读框正确且不影响其他外壳蛋白正常功能的情况下,使外源多肽或蛋白与外壳蛋白融合表达,融合蛋白随子代噬菌体的重新组装而展示在噬菌体表面。

被展示的多肽或蛋白可以保持相对独立的空间结构和生物活性,以利于靶分子的识别和结合。

肽库与固相上的靶蛋白分子经过一定时间孵育后,洗去未结合的游离噬菌体,然后以竞争受体或酸洗脱下与靶分子结合吸附的噬菌体,洗脱的噬菌体感染宿主细胞后经繁殖扩增,进行下一轮洗脱,经过3轮~5轮的“吸附-洗脱-扩增”后,与靶分子特异结合的噬菌体得到高度富集。

第三节噬菌体的遗传分析

第三节噬菌体的遗传分析

2024/6/17
8
1 λ噬菌体
• 原噬菌体通过诱导(induction)可转变为 烈性噬菌体,进入裂解周期。
• 诱导可以通过不同的方式进行,如UV照射、 温度改变、与非溶原性细菌的接合等。
• 诱导使阻遏物失活,使噬菌体的其他基因 得以表达,促使噬菌体繁殖并进入裂解周 期。
2024/6/17
9
2 P1 噬菌体
10
二、噬菌体的基因重组
• 两个基因型不同的噬菌体同时感染一个宿 主细胞,叫做混合感染(mixed infection) 或双重感染(double infection)。
• 共同生存在同一个宿主细胞中的两个噬菌 体的DNA也可以发生交换,产生基因重组。
2024/6/17
11
二、噬菌体的基因重组
• 比如,一个噬菌体的基因型是a+b-,另一个 噬菌体的基因型是a-b+,同时感染同一个宿 主细胞,宿主细胞裂解以后,可能释放出基 因型为a+b+和a-b-的重组体来。 研究最深入的噬菌体突变体是T2 噬菌体的r(rapid lysis速溶性)突变体。一个正常的 T2噬菌体产生的噬菌斑小而边缘模糊,记为r +,突变体r-产生的噬菌斑大而边缘清晰。
6.4
0.9
• 根据表7-2的结果可以分别作出3个连锁图。
P155
有四种可能的排列顺序。P155
2024/6/17
16
• 四种顺序都是可能的,要确定到底是那一 种,还缺条件。若知道rb和 rc之间的距离, 就 为可此以,推需知作rrbb、 +rrc c×和hr的b 排rc列+ 。顺结序果。rb与rc之 间的距离大于rb与h之间的距离,可知h应位 于rb与rc之间,即rbhrc。 至于ra位于h的哪一边,是靠近rc还是靠近 r是b?正因确为的T。2 DNA是环状的,所以两种答案都

2022年山东药品食品职业学院生物制药技术专业《微生物学》期末试卷A(有答案)

2022年山东药品食品职业学院生物制药技术专业《微生物学》期末试卷A(有答案)

2022年山东药品食品职业学院生物制药技术专业《微生物学》期末试卷A(有答案)一、填空题1、现代微生物学发展有以下几个特点:______,______,______,______,______,______。

2、蓝细菌和黏细菌不能在液体中自由活动,但可以在固体表面上______,这是由于______而进行的。

3、微生物菌种保藏有两个原则,一是在菌种方面必须选用______;二是设法创造一个优良的休眠条件,例如______、______、______、______、______和______等。

4、利用干燥对微生物影响的原理,在日常生活中常用______、______ 和______等方法保存食物。

5、我国自古以来就利用曲霉做发酵食品,如利用______的蛋白分解能力作酱,利用______的糖化能力制米酒。

6、病毒可分真病毒与亚病毒两大类。

从组成的化学本质来划分,真病毒至少含有______和______两种成分;亚病毒中的______只含______, ______只含______或______,而______则只含______。

7、微生物在自然环境中广泛存在的原因在于______、______、______、______和______等。

8、一般而言,微生物在含糖基质上生长,会产生______,而使______;微生物分解蛋白质或氨基酸会产生______,而使______。

9、硝酸盐在微生物生命活动中具有两种作用,其一是利用它作为氮源,这就是______;另一种是利用它作为呼吸链最终氢受体,这就是______,又称______或______。

这两个作用的共同点都需要一种含______的______酶将硝酸盐还原为亚硝酸盐。

10、由酵母多糖、LPS等多种微生物及其产物从______和______因子开始的补体激活途径称______。

它的C3转化酶是______,C5转化酶是______,攻膜复合体是______。

植物基因工程中的λ噬菌体载体

植物基因工程中的λ噬菌体载体

•右臂:长约10kb,控 制溶菌和溶原生长最重 要的调控基因和序列、 以及λDNA复制起始均 在这区域内。
➢ 基因组长约50kb ,至少包括61个基因,除少数例外,大多数编码基因均是按功能的相似 性成簇排列。左右臂包含λDNA复制、噬菌体结构蛋白合成、组装成熟噬菌体、溶菌生 长所需全部序列;对溶菌生长来说,中段是非必需的。 植物基因工程中的λ噬菌体载体
植物基因工程中的λ噬菌体载体
λ早使用的载体 系统,其主要优点是插入片段的装载容量大,适合于 全长的eDNA克隆,不仅质量高、代表性好,而且重组 噬菌体颗粒的感染活性在替换或插入某些标志基因,如上述的可 供蓝白筛选lacZ’序列和多克隆位点等。
• 建立重组λDNA分子的体外包装系统。
• 与一般的质粒载体不同, 噬菌体转染前需要利用噬菌体外 壳蛋白和噬菌体DNA加工酶组成的混合物(包装抽提物
• )在体外将连接好的DNA线性分子包装成噬菌体颗粒
植物基因工程中的λ噬菌体载体
植物基因工程中的λ噬菌 体载体
2020/11/20
植物基因工程中的λ噬菌体载体
载体(vector)是把一个有用的目的DNA片段通过重 组DNA技术,送进受体细胞中去进行繁殖和表达的工 具。 植物基因工程技术中尤为重要的是载体,不同目的 基因需要采用不同的载体。 组成植物基因工程载体系统常见的几种载体有:
右臂,填充片断的存在会影响连接效率, 必须纯化左臂和右臂。
植物基因工程中的λ噬菌体载体
(3)外源片断与载体的连接 • 通过载体的粘性末端,将载体连接成多联
体,以利于将两个cos位点之间的片断装入 噬菌体颗粒
植物基因工程中的λ噬菌体载体
(4)重组噬菌体的体外包装,形成有感染力 的噬菌体颗粒

2022年东北师范大学生物科学专业《微生物学》期末试卷B(有答案)

2022年东北师范大学生物科学专业《微生物学》期末试卷B(有答案)

2022年东北师范大学生物科学专业《微生物学》期末试卷B(有答案)一、填空题1、在常见细菌中,属于革兰氏染色阳性的如______、______和______ 等;属于革兰氏染色阴性的如______、______和______等。

2、由一步生长曲线可获得病毒繁殖的两个特征性数据,即潜伏期和裂解量。

前者为______所需的最短的时间,后者为______的平均数目。

3、呼吸保护是指______菌科的菌种能以极强的______作用迅速将周围环境中的______消耗掉,使细胞周围围环境处于______状态,借此保护固氮酶。

4、用于分离酵母菌的选择性培养基称为______,分离自生固氮菌的称为______,分离土壤真菌的称为______,而分离乳酸菌的则称为______。

5、真核生物的细胞核由______、______、______和______4部分组成。

6、微生物包括的主要类群有______、______和______。

7、在面包、蛋糕中常加入______作为防腐剂。

8、在菌种资源开发中,筛选菌种的四个步骤为:______、______、______和______。

9、基因突变一般有七个共同特点:① ______,② ______,③ ______,④ ______,⑤______,⑥ ______和⑦ ______。

10、补体的本质是一类______,它能被任何一种______所激活,然后发挥其______、______和______等作用。

二、判断题11、在自然界中,各种细菌、放线菌都有溶源菌存在。

()12、有些假单胞菌可以利用多达90种以上的碳源物质。

()13、细菌产生酒精,只有通过ED途径才能达到。

()14、大肠杆菌的λ噬菌体是一种典型的温和噬菌体。

()15、真菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。

()16、至今利用全细胞水解液的糖型来作菌种鉴定的主要微生物,是放线菌。

()17、在对厌氧菌进行液体培养时,常在培养基中加入铁屑或铁丝等成分,借以保证它们对无机元素的需要。

5答案细菌和噬菌体的遗传分析

5答案细菌和噬菌体的遗传分析

细菌和噬菌体的遗传分析习题一一、填空题1、Hfr,F因子2、整合或游离于细菌染色体上或之外附加体3.末端4.裂解重组体合子诱导5、一次单交换6、Hfr,F因子,细菌7、溶菌,r+斑、r斑8、高频重组,广泛性转导9、F+ F+二、解释下列名词:F-菌株:未携带F因子的大肠杆菌菌株。

F+菌株:包含一个游离状态F因子的大肠杆菌菌株。

Hfr菌株:包含一个整合到大肠杆菌染色体组内的F因子的菌株。

F因子:大肠杆菌中的一种附加体,控制大肠杆菌接合过程而使其成为供体菌的一种致育因子。

F'因子:整合在宿主细菌染色体上的F因子,在环出时不够准确而携带有染色体一些基因的一种致育因子。

烈性噬菌体:侵染宿主细胞后,进入裂解途径,破坏宿主细胞原有遗传物质,合成大量的自身遗传物质和蛋白质并组装成子噬菌体,最后使宿主裂解的一类噬菌体。

温和性噬菌体:侵染宿主细胞后,并不裂解宿主细胞,而是走溶原性生活周期的一类噬菌体。

溶原性细菌:含有温和噬菌体的遗传物质而又找不到噬菌体形态上可见的噬菌体粒子的宿主细菌。

部分二倍体:当F+和Hfr的细菌染色体进入F-后,在一个短时期内,F-细胞中对某些位点来说总有一段二倍体的DNA状态的细菌。

三、选择题1-5、d b d b c6-10、A C A B A四、问答题2.为什么说细菌和病毒是研究遗传学的好材料?答:与其他生物体相比,细菌和病毒能成为研究遗传学的好材料,具有以下7个方面的优越性:(1)世代周期短:每个世代以min或h计算,繁殖速度快,大大缩短了实验周期。

(2)易于管理和进行化学分析个体小,繁殖方便,可以大量节省人力、物力和财力;且代谢旺盛,繁殖又快,累积大量的代谢产物。

(3)便于研究基因的突变细菌和病毒均属于单倍体,所有突变都能立即表现出来,不存在显性掩盖隐性的问题。

(4)便于研究基因的作用通过基本培养基和选择培养基的影印培养,很容易筛选出营养缺陷型,利于生化[研究。

(5)便于基因重组的研究通过细菌的转化、转导和接合作用,在一支试管中可以产生遗传性状不相同的后代。

lambda 噬菌体复制机制

lambda 噬菌体复制机制

Lambda噬菌体是一种可以感染大肠杆菌等细菌的噬菌体,它具有特殊的复制机制。

本文将从多个方面对Lambda噬菌体复制机制进行深入探讨。

一、Lambda噬菌体的结构Lambda噬菌体是一种双链DNA噬菌体,其直径约为55纳米。

其基因组主要由50多个基因组成,包含有富含AT的过渡核心区、左右两个对称的延伸区和一些非编码区。

Lambda噬菌体的基因组中有些基因是干扰细胞代谢的基因,有些基因编码了噬菌体颗粒结构蛋白,还有些编码了其遗传物质的复制和转录的相关酶。

二、噬菌体感染细胞的过程Lambda噬菌体感染细胞的过程大致可以分为吸附、注入、复制与释放四个阶段。

1. 吸附阶段当Lambda噬菌体接触到细菌表面时,其尾部纤毛可以选择性的吸附到细菌表面的特定受体上。

这一过程是特异性的,每一种噬菌体都有其特异性的受体。

2. 注入阶段一旦吸附到细菌表面后,Lambda噬菌体尾部会释放出一种酶,这种酶可以溶解细菌表面的细菌壁。

随后,噬菌体的DNA会由尾部注入细3. 复制阶段一旦Lambda噬菌体的DNA进入细菌细胞内,它就会利用细菌细胞内的机制开始复制。

Lambda噬菌体的复制方式有两种,一种是以自身的DNA为模板,利用细菌细胞内的酶和蛋白质进行复制;另一种是将自身的DNA整合到宿主细胞的染色体上,然后进行复制。

这两种方式取决于噬菌体的DNA是以原始圆形存在还是整合到宿主细胞染色体上。

4. 释放阶段当Lambda噬菌体的DNA在细菌内复制完成后,新的噬菌体颗粒会在细菌内自我组装,并最终将细菌破裂释放出去。

三、Lambda噬菌体的复制机制Lambda噬菌体的复制机制主要包括DNA复制和转录。

1. DNA复制Lambda噬菌体的DNA复制主要由噬菌体DNA聚合酶进行。

在细菌细胞内,Lambda噬菌体DNA形成一个线性的大环,其两端相连接,被称为原体。

当原体线性化后,就会形成一条线性的DNA。

此时,DNA聚合酶会在噬菌体的起始点(O点)和P点附近启动复制。

λ噬菌体载体名词解释

λ噬菌体载体名词解释

λ噬菌体载体是一种广泛应用于分子生物学和基因工程领域的载体,用于将外源DNA序列引入细菌细胞中。

噬菌体是一种寄生性病毒,可以感染细菌并在其内部复制。

而λ噬菌体是其中最为常见和常用的一种。

λ噬菌体载体通常由数万个碱基对的环状DNA组成,其中包含了多个重要的功能区域。

其中,最重要的功能区域是Origins of Replication(ORI),即复制起始点,负责引导DNA的复制。

此外,载体还包含了选择性标记基因,如抗生素抗性基因,以便在细菌培养基中筛选带有该载体的细菌。

λ噬菌体载体还含有多个限制内切酶切位点,这些切位点可以用于将外源DNA序列插入到载体的特定位置上。

通过将外源DNA与载体进行限制性内切酶切割,然后使用DNA连接酶进行连接,可以将外源DNA序列插入到载体的DNA链上。

这一过程称为重组。

一旦重组完成,λ噬菌体载体可以通过转化的方式引入到宿主细菌中。

转化是指将外源DNA 导入到细菌细胞中的过程。

一旦载体进入到细菌细胞中,它会在细菌细胞内部复制,并产生大量的噬菌体颗粒。

这些噬菌体颗粒可以感染其他细菌细胞,并将携带的外源DNA序列传递给它们。

λ噬菌体载体在分子生物学和基因工程研究中具有广泛的应用。

它可以用于构建基因文库,即将外源DNA序列插入到载体上,并通过转化的方式导入到细菌细胞中。

这样,研究人员就可以通过筛选和分析细菌细胞中的载体来获得感兴趣的外源DNA序列。

此外,λ噬菌体载体还可以用于基因表达,即将外源DNA序列插入到载体的表达位点上,以便在细菌细胞中大量产生特定的蛋白质。

总之,λ噬菌体载体是一种在分子生物学和基因工程领域中被广泛使用的载体。

它具有多个重要的功能区域,可以用于将外源DNA序列引入到细菌细胞中,并在其中进行复制和表达。

通过利用λ噬菌体载体,研究人员可以进行基因库构建、基因表达和其他相关研究,为生物技术的发展提供了重要的工具和平台。

噬菌体表达-实验室手册

噬菌体表达-实验室手册

噬菌体表达-实验室手册噬菌体是一种特殊的病毒,能够感染并繁殖在细菌中。

由于噬菌体具有高度的寄生性和选择性,因此它被广泛应用于分子生物学实验室中,特别是在基因工程和蛋白质表达方面。

噬菌体表达系统已成为分子生物学研究和生物制药行业的重要工具之一。

本文将介绍噬菌体表达的基本原理、操作步骤和一些常见问题及解决方法。

一、噬菌体表达的基本原理噬菌体表达的基本原理是将待表达的外源基因插入噬菌体质粒中,将其转化到感受态宿主细菌中,并利用噬菌体的寄生性使目标基因在宿主细菌中大量复制和表达。

噬菌体表达系统一般采用两种类型的噬菌体:λ噬菌体和M13噬菌体。

其中,λ噬菌体常用于表达大片段的DNA,如整个蛋白基因;而M13噬菌体常用于表达中小片段的DNA,如DNA片段、多肽等。

二、噬菌体表达的操作步骤1.购买噬菌体表达系统所需的噬菌体质粒、宿主细菌菌株等试剂。

噬菌体质粒一般包含启动子、转录终止子和选择标记基因等功能元件,以及适当的限制性内切酶切位点,便于插入目标基因。

2.将目标基因插入噬菌体质粒中。

首先,将噬菌体质粒线性化;然后,将目标基因与线性化的质粒进行连接;最后,利用内切酶诱导的粘性末端效应,将连接好的质粒和目标基因转化到宿主细菌中。

3.筛选转化成功的宿主细菌。

将转化好的宿主细菌接种到含有适当抗生素的琼脂平板上进行筛选。

只有带有目标基因的细菌能够生长并形成菌落。

4.批量培养转化成功的宿主细菌。

将筛选得到的菌落转移到液体培养基中,并进行大规模培养。

在培养过程中,宿主细菌会大量复制和表达目标基因。

5.提取目标蛋白。

通过裂解宿主细菌,使目标蛋白释放到细胞外,然后利用适当的分离技术(如层析法、电泳法等)将目标蛋白从其他细胞成分中纯化出来。

6.鉴定目标蛋白。

通过质谱分析、Western blotting等技术对纯化的目标蛋白进行鉴定,并验证其功能和活性。

三、噬菌体表达的常见问题及解决方法1.转化率低:可能是由于转化条件不当,如转化时间过长、转化温度不合适等。

lambda dna 定义

lambda dna 定义

lambda dna 定义什么是Lambda DNA?Lambda DNA(λ-DNA),也被称为噬菌体λ的基因组,是一种由双链线性DNA组成的噬菌体。

噬菌体λ是一种病毒,它在大肠杆菌等细菌中寄生和复制。

噬菌体λ是以感染宿主细胞并利用其细胞机制进行繁殖的方式来生存的。

噬菌体λ的基因组是一个非常重要的研究工具,尤其在分子生物学和基因工程领域。

其基因组的长度约为48.5 kb,包含了约60个基因,这些基因被编码在一条线性DNA链上,并且经过进化,这些基因的顺序和功能非常清晰。

那么,Lambda DNA 到底有哪些特点呢?1. 线性DNA:Lambda DNA 的基因组是由一条线性DNA链组成的。

这使得它在某些实验和应用中更易于处理和分析。

2. 四个DNA链末端:Lambda DNA 的末端有四个,分别称为5'-末端、3'-末端、α-末端和ω-末端。

这四个末端在特定的酶处理下,可以切断或连接其他DNA分子,例如,在重组DNA 实验中,它们经常被用来将外源DNA 插入到宿主DNA 中。

3. 外源DNA 插入:由于噬菌体λ的基因组可以相对容易地被外源DNA 将其替代或插入,因此它成为了基因工程领域中非常重要的工具。

通过将目标基因插入到噬菌体λ的基因组中,并将其转入到宿主细胞中,可以轻松地在细胞中复制和表达目标基因。

4. 逻辑脚本:噬菌体λ的基因组中包含了一些控制基因的逻辑脚本,这些脚本决定了基因的表达方式和时间。

通过对这些逻辑脚本的研究,科学家们可以更好地理解基因表达调控的机制。

接下来,我们将对如何操作Lambda DNA 进行一步一步的回答。

第一步:获得Lambda DNA 样本通常,Lambda DNA 样本可以从商业供应商或科研机构获得。

在购买之前,我们需要确定实验需求,选择适合我们研究目的的样本。

另外,我们需要了解样本的纯度和浓度。

第二步:制备和扩增Lambda DNA为了获取足够的Lambda DNA,我们需要将其进行扩增。

续1 λ噬菌体的调控

续1 λ噬菌体的调控

The three regulators have opposing functions: The cII-cIII pair of regulators is needed to establish the synthesis of repressor. →lysogen The Q regulator is an antitermination factor that allows host RNA polymerase to transcribe the late genes. →lytic
• λ 的整个生命过程都离不开 寄主的RNA
聚合酶 , 因为 λ 噬菌体没有编码 RNA 聚 因为λ 噬菌体没有编码RNA RNA聚
合酶的基因。 合酶的基因。 • λDNA两条链都有遗传密码,有各自的转 λDNA两条链都有遗传密码 两条链都有遗传密码, 录单位向右转录的叫R 录单位向右转录的叫R链;向左转录的叫 L链。
λ噬菌体的基因表达调控 噬菌体的基因表达调控
λ噬菌体的调控有多种形式,有正调节、 负调节、自主性的反馈调节、抗终止调节、 反义调节及反向调节等。其机制之精巧,过 程之复杂,形式之多样堪为集原核生物调控 之大成。
一、Lamda phage 简介
• λ噬菌体是一种以大肠杆菌为宿主的温
和型噬菌体,它感染大肠杆菌后,通过 精确的基因表达调控机制选择裂解周期 或溶原周期。 • λ噬菌体长48502nt,共61个基因,其中 32个较为重要 .
2) Cro. Cro has dual functions: By binding to OR ( OR3 ) it prevents synthesis of the repressor CI with PRM ; • By interacting with OL (OLl) and OR (ORl)it turns off expression of the immediate early genes (which are not needed later in the lytic cycle (包括自体调控)Cro 浓度较高时。 •

λ噬菌体的基因调控策略

λ噬菌体的基因调控策略

λ噬菌体的基因调控策略λ噬菌体侵染细菌后,由于PL /OL和PR/OR上没有阻抑物cI的结合,所以细菌RNA聚合酶自PL 和PR处开始转录并形成N蛋白和cro蛋白,转录终止于左右两侧的第一个启动子tL1和tR1;N蛋白发挥抗终止作用,使得转录越过左右两个终止子而转录cII和cIII;cII对于cI的产生是必需的,cII导致细菌的RNA聚合酶识别PRE启动子而向左转录,从而表达cI;“无中生有”的cI之后启动正调节回路,从PRM 开始转录产生更多的cI,cI也结合到OL和OR,阻止N蛋白和cro的表达,使λ噬菌体维持溶源发育。

如果早早期基因表达翻译出的Cro蛋白与OR3结合,就能够停止从PRM 处开始的阻抑物合成;Cro蛋白同时跟OR1或OR2,以及OL1或OL2结合,以下调基因表达。

通过停止合成cII和cIII蛋白,导致从PRE停止合成阻抑物cI;当不稳定的cII蛋白和cIII蛋白降解时,阻抑物回路就被关闭。

-------------------------------------------------------------------------λ噬菌体是一种感染大肠杆菌的温和噬菌体,侵染E.coli后既能进行复制和造成细菌裂解死亡,又能整合进入E. coli基因组并随着宿主基因组进行复制,进行溶源态生存。

溶源发育尽管十分稳定,但是仍然可以通过一些损害宿主细胞的诱导剂使之诱导进入裂解感染。

λ噬菌体的裂解发育、溶源发育和溶源发育到裂解发育的诱导是研究生物分子调节优异的模型。

经过四十多年的研究,在这个模型中已经发现了众多的正调节因子和负调节因子在转录水平或转录后调节基因的表达【Donald L. C. et. al., 2007】。

I.两种发育途径简介λ噬菌体在裂解发育中的繁殖过程为吸附宿主、向宿主注射核酸物质、基因的复制和蛋白质的表达、宿主细胞的裂解和子代噬菌体的释放(如图1)。

裂解发育通过使噬菌体的基因按照一定的顺序表达而完成,这样就保证了每种成分在生命周期适宜的时间表达。

λ噬菌体的培养、纯化和DNA提取

λ噬菌体的培养、纯化和DNA提取

λ噬菌体的培养、纯化和DNA提取(一)铺平板细菌的制备1) 取一消毒的250ml烧瓶,加入50ml灭菌的含0.2%麦芽糖的加富培养液(如NZCYM或LB),接种一个单菌落,于37℃适度振摇(摇床250转/分)培养过夜。

加麦芽糖后细菌更容易吸附λ噬菌体,因为λ噬菌体受体编码基因(lamB)位于麦芽糖操纵子内,而麦芽糖可诱导麦芽糖操纵子。

2) 于室温以4000g离心10分钟。

3) 倾出上清液,加入约20ml灭菌的0.01mol/L MgSO4溶液,振荡悬起细菌沉淀。

如果将细菌悬液稀释到适当的密度(通常OD600=2时,细菌密度约为1.6×109细胞/ml),则实验结果的一致性更好。

4) 可做可不做:也可将该细菌悬液倒入一个100ml灭菌烧瓶,于37℃适度振摇(250转/分的摇床)培养1小时。

5) 将细菌悬液贮存于4℃,可用3个星期。

但新鲜制备的细菌悬液转化效率最高。

(二)λ噬菌体的铺平板培养单个病毒颗粒感染一个细菌后就可形成一个噬菌斑。

它的子代病毒颗粒感染邻近细菌,后者可再释放下一代子代病毒颗粒。

如果细菌在半固体培养基(如含琼脂糖或琼脂)上生长,病毒颗粒的扩散就受到限制。

在这种情况下,噬菌体的连续感染就形成了一个不断扩大的溶菌圈,最终在浑浊的细菌生长背景上肉眼可见一个清亮区。

由于每个噬斑含大哥噬菌体的子代颗粒,因而就可以获得遗传学本质毫无二致的大量噬菌体颗粒。

1) 用SM将噬菌体原种连续10倍稀释。

2) 取每个稀释度的噬菌体悬液0.1ml加入一灭菌试管(13×100mm)中。

3) 各加入0.1ml铺平板细菌,轻摇或振荡混匀。

于37℃温育20分钟,使噬菌体颗粒吸附于细菌。

4) 取3ml融化(47℃)的0.7%琼脂糖或琼脂加入第一支试管内,轻轻振荡后,立即将管内容物倒入一含30-35ml凝固的底层琼脂培养基(NZCYM或LB)的平板内,注意勿产生气泡。

轻轻晃动平板,以使细菌和顶层琼脂或顶层琼脂糖分布均匀。

2022年哈尔滨职业技术学院生物制药技术专业《微生物学》期末试卷A(有答案)

2022年哈尔滨职业技术学院生物制药技术专业《微生物学》期末试卷A(有答案)

2022年哈尔滨职业技术学院生物制药技术专业《微生物学》期末试卷A(有答案)一、填空题1、在经典遗传学发展至分子遗传学过程中,有四种模式微生物发挥了重大作用,它们是① ______,② ______,③ ______,④ ______。

2、在E.coli细胞膜上存在Mot蛋白和Fli蛋白,前者位于______,其功能为______,后者位于______,其功能为______。

3、微生物菌种保藏的原理是在______、______、______、______和______等环境条件下,使其处于代谢不活泼状态。

4、微生物的生长温度三基点分别是:______、______和______。

5、真菌细胞壁的主要成分是______,另有少量的蛋白质和脂类。

低等真菌的细胞壁成分以______为主,酵母菌以______为主,而高等陆生真菌则以______为主。

6、病毒的存在范围是病毒能够感染并在其中复制的______。

7、土壤放线菌的数量可占土壤微生物总量的______,且在______丰富和______土壤中这个比例较高。

8、PA培养基通常用来培养______,其pH值为______。

9、化能自养菌产能的途径主要是借助于经过呼吸链的氧化磷酸化反应,因此,化能自养菌一般都是______。

10、外毒素的种类很多,常见的如______、______、______和______ 等。

二、判断题11、嗜冷微生物适应环境的生化机制之一是在其细胞膜组成中含有大量不饱和、低熔点脂肪酸。

()12、从经济的角度和对微生物适用性来看,“C·H·O·N”类均不是多数微生物良好的碳源。

()13、硝酸细菌生命活动所需的ATP和[H],是由水合亚硝酸(H2O·NO2-)脱氢,并分别经呼吸链和逆呼吸链传递后提供的。

()14、从各地人群的粪便中分离到大量大肠杆菌纯培养物,这时就应对它们一一编上各自的菌株名称。

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λ噬菌体的基因调控姓名:宋庆浩学号:200900140102班级:生工09.02目录λ噬菌体的发现λ噬菌体的结构组成1.基本结构2.λ噬菌体的核心λ噬菌体的生活周期I.两种发育途径简介II.调控发育途径的分子基础1.两种途径共同的早期基因表达途径2.溶源发育中基因的相互作用3.裂解途径的建立4.溶源和裂解的平衡5.溶源发育向裂解发育的转变λ噬菌体的侵染过程1.吸附2.穿入3.生物合成4.成熟与释放λ噬菌体的应用1.细菌的鉴定与分型2.耐药细菌感染的治疗3.分子生物学研究的重要工具4.遗传工程5.其他参考文献λ噬菌体的发现:1951年J. Lederberg的妻子Esther Lederberg证明了J. Lederberg和Tatum用来杂交的K12中有原噬菌体,并命名为λ,经10年的研究搞清了溶原化的实质。

在E.coli K12中是有原噬菌体的存在。

Jacob和Wollman(1956年)发现了合子诱导(zygotic induction)现象,并利用合子诱导确定了几个E.coli染色体上原噬菌体的整合位点。

他们发现Hfr(λ)×F-所得到的重组子频率要比Hfr×F-(λ)或Hfr(λ)×F-(λ)要低得多。

这是由于在Hfr(λ)×F-的杂交中,原噬菌体进入无阻遏物的受体细胞质中,进行大量复制使受体细胞裂解(图8-20b),因此不易得到重组子,此现象就称为合子诱导。

现在我们再回过头来查阅一下传递等级作图,中断杂交实验以及重组作图都是采用Hfr×F-(λ)就是不致产生合子诱导的缘故。

λ噬菌体的结构组成:1.基本结构λ噬菌体是一种温和的诱导性噬菌体,其基因组除在5'端有12个可互补的碱基外均为线性双链DNA,感染时DNA形成环状。

λ噬菌体的基因组长达50 Kb,共61个基因,其中38个较为重要。

λ-DNA的基因顺序组织如图所示,按基因组功能共分六大区域:头部编码区、尾部编码区、重组区、控制区、复制区和裂解区.它们分属四个操纵子结构:阻遏蛋白操纵子、早期左向操纵子、早期右向操纵子以及晚期右向操纵子。

在显微镜下,可发现λ噬菌体具有头和尾结构的复合形态。

而且λ噬菌体尾部没有尾丝。

λ噬菌体的壳体由头部和尾部组成,头部和尾部通过颈部相连。

头部通常呈二十面体对称,尾部呈螺旋对称。

λ噬菌体属于长尾噬菌体,无收缩性。

2.λ噬菌体的核心λ噬菌体核心包含线状dsDNA,分子量为30.8MD,含有48502bp,其双链DNA的两5’端分别存在互补的粘性末端,其单链部分的长度为12bp。

它的l 链或左链的5’端叫做m端,末端碱基为G,为左向或反时针方向转录的链。

r 链或右链5’端称为m’端,末端碱基为A。

λDNA被注人到宿主细胞后,可借助两5’端单链的氢键缔合和连接酶的作用形成闭合环状DNA。

λ噬菌体的生活周期λ噬菌体为温和噬菌体,其感染周期有两种途径,即裂解途径和溶源途径,通过这两种途径所进行的生活周期分别称为裂解周期和溶源周期。

λ噬菌体的宿主是大肠杆菌K12,它的线状DNA分子具有由12个核苷酸组成的互补单链黏性末端。

感染宿主以后,黏性末端互补配对形成环状DNA分子,接着噬菌体基因有顺序的表达。

先是早期基因表达,形成相应的阻遏蛋白,其作用是调节或抑制自身其它基因的表达,这时它可以将整个基因组整合到宿主染色体的特定区域,λ噬菌体的基因除少数外,其余基因都处以失活状态,随宿主染色体一起复制并传递给子代细胞。

整合到宿主染色体中的噬菌体基因组称为原噬菌体或原病毒,显然原噬菌体也是繁殖和传递噬菌体自身遗传信息的一个重要形式。

带有原噬菌体的细菌如大肠杆菌K(λ)就称为溶原性细菌,以上过程称为溶源周期。

这种溶源性细菌有两个重要特性:①免疫性,由于这种细菌含有原噬菌体而产生一种阻遏蛋白,这种阻遏蛋白不但可抑制原噬菌体DNA复制,也可抑制再度感染的同类或另一近源的噬菌体DNA的复制,因而能抵抗同类噬菌体的超感染。

②可诱导性,通常由于原噬菌体的自发诱导,每一代可能有万分之一溶源性细菌被裂解,释放出大量λ噬菌体,这一过程称为裂解周期。

失去原噬菌体的细菌称为非溶源性细菌。

用紫外线或化学物质如丝裂霉素C诱导90%的溶源性细菌进入裂解周期,这是λ噬菌体的部分早期基因以及晚期基因全部表达,噬菌体DNA独立地进行复制,并形成头部及尾部蛋白,从而组装成完整噬菌体释放出来。

像这种在感染周期中具有裂解和溶源两种途径的噬菌体称为温和噬菌体。

I.两种发育途径简介λ噬菌体在裂解发育中的繁殖过程为吸附宿主、向宿主注射核酸物质、基因的复制和蛋白质的表达、宿主细胞的裂解和子代噬菌体的释放。

裂解发育通过使噬菌体的基因按照一定的顺序表达而完成,这样就保证了每种成分在生命周期适宜的时间表达。

裂解周期可以分为两个主要的阶段:早期感染—从噬菌体DNA进入宿主到开始复制的这一段时期,主要合成与DNA复制有关的酶类,如参与DNA复制、重组和修饰的酶;晚期感染—从复制开始到最后细胞裂解释放出子代噬菌体颗粒的过程,主要合成噬菌体颗粒的蛋白质外壳,由于噬菌体需要许多不同的蛋白质外壳组建成衣壳和尾,因此基因组的绝大部分是用于执行晚期功能的。

prophage: 整合在细菌基因组溶原性细菌中的噬菌体基因组噬菌体基因表达的早期阶段只有少数基因表达,并且严重依赖宿主的转录机构,例如RNA聚合酶和σ因子。

这些基因被成为早早期基因(immediate early gene)。

第二类基因称为迟早期基因(delayed early gene)。

裂解周期受到正调控作用,即每组基因只有受到恰当的信号刺激时才能启动表达。

因此,早早期基因的表达编码了迟早期基因的调控蛋白,这种调控蛋白对于迟早期基因的表达是必需的。

当噬菌体DNA开始复制时,晚期基因(late gene)开始表达。

晚期基因的表达需要早早期或迟早期基因的编码产物作为信号,在λ噬菌体中,这种调控信号是一种抗终止因子。

因此,裂解性感染通常分为三个时期:第一个时期由宿主RNA聚合酶转录噬菌体早期的转录调控因子;第二个时期的基因在前一阶段表达的调控因子的作用下进行转录,此阶段表达的基因大多数为噬菌体复制所必须;第三个时期由编码噬菌体成分的基因组成,他们能够在第二个时期合成的调控因子的指导下转录。

每个时期的基因都含有编码下一套基因表达所必须的转录因子基因,而本时期的基因表达也必然要受到上一阶段表达的转录因子的调控,这样裂解发育过程就形成了一种级联反应控制过程。

在级联反应中,上一阶段编码的转录调控因子对下一阶段的调控作用有几种不同的机制,调控因子可能是一种新的RNA聚合酶,或者是产生一种新的σ因子,从而使得RNA聚合酶在本阶段识别不同的启动子并与之结合,开启不同的基因转录;调控因子也可以是一种抗终止因子,由于抗终止过程,是的RNA聚合酶不仅能够转录原来的基因片段,而且能够越过终止子通读随后的序列。

因此,RNA聚合酶越过终止子通读后期的基因,造成前期和后期基因的共同表达。

在λ噬菌体中,控制早早期基因向迟早期基因表达的调控因子主要是通过抗终止子起作用的。

事实上,当λDNA进入新的宿主细胞时裂解和溶原化的途径并存。

早早期和晚早期的基因都需要表达。

然后就要分化了:若晚期基因得到表达那么就向裂解途径发育;若阻遏物CI蛋白合成被建立了,那么就要进入溶原化途径。

II. 调控发育途径的分子基础λ噬菌体的基因组为环状结构,其中与转录调节有关的基因有:PL, PR, OL, OR, tL1, tR1, cI, cro, nutR, nutL, cII, cIII, tR2, PRM, PRE等,各基因详细的功能将在下文叙述。

λ噬菌体基因图λ噬菌体基因组为48502bp的环状DNA分子。

图中,ORF是彩色盒装表示;启动子用三角形箭头表示;转录子用基因上方或下方的彩色线条表示;溶源发育所需基因用红色表示;早期裂解所需基因用绿色(从PR开始转录)和紫色(从PR’开始转录)表示。

与细胞裂解和噬菌体头尾部有关蛋白的晚期基因转录子为紫色线条;整合和切除有关的基因(int和xis)转录子用桔黄色表示;;从cII激活的启动子出开始转录的基因用换色表示;黏合位点(cos)和噬菌体的结合位点(attP)用黑色圆环和矩形表示。

1. 两种途径共同的早期基因表达途径λ噬菌体早早期基因只有两个N基因和cro基因,他们都是有宿主的RNA聚合酶编码的。

N基因编码一种抗终止因子,它能够作用与nut位点,使得转录进入迟早期基因;cro基因的转录产物具有双重功能,既能阻止阻抑物的合成,也能关闭早早期基因的表达。

迟早期基因具有两条用于复制的基因,7条用于重组的基因和3条用于编码的基因,其中调控基因中cII和cIII是合成阻抑物所必需的,调控因子Q是使宿主RNA聚合酶转录晚期基因的抗终止因子。

而Q蛋白也是一个反终止蛋白,它使宿主的RNA聚合酶不是在终止子tR3处终止,而继续合成晚期基因。

因此我们可以将晚期基因分为两类:有的是噬菌体进入溶原化途径所必须的,而另一类是控制进入裂解周期的。

表1 λ噬菌体主要的调节元件及调节基因产物的功能产物及功能调节元件或调节基因P L,O L, P R,O R左右向转录的启动子和操纵子t R(1,2,3,4,5)右向转录的终止子t L(1,2)左向转录的终止子P RE CⅠ蛋白建立启动子,受CⅡ蛋白调控P I int基因启动子,受CⅡ蛋白调控P aQ Q蛋白反义RNA启动子,受CⅡ蛋白调控P RM CⅠ蛋白基因维持启动子,受CⅠ浓度调控P R′晚期转录的启动子nut L, nut R N蛋白左右两个反终止结合位点qut Q蛋白反终止结合位点cro P L和P R的阻遏蛋白,并可阻遏P E,抑制 CI 表达c I P L和P R的主要的阻遏物,并可自主调控P RMcⅡ可以启动P RE、P I和P AQ,使λ进入溶原化途径cⅢ和CⅡ组成复合物,启动P E产生cⅠ及cro的反义RNAN t R1, t R2及t L1的反终止蛋白Q t R4的反终止蛋白.O, P DNA复制所需的蛋白S, R, R2裂解宿主所需的裂解酶int整合酶,使λ整合到宿主的染色体中xis切除酶,帮助λ在att位点和宿主连接bet, exo重组蛋白,帮助λ和宿主进行重组W, B, N u3, C, D, E, FⅠ, FⅡ,Z头部蛋白基因U, V, G, T, H, M, L, K, I, J尾部蛋白基因cos (cohesive)12bp的回文序列,由线状连接成环状的连接点,A蛋白切割位点A末端酶,识别cos位点,包装时将环连体切成单个的基因组图17-3提供了λ噬菌体DNA的图。

有一组和调节有关的基因在重组和复制有关的基因之间。

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