病毒的遗传分析
第三讲 病毒的遗传变异分析
病毒进化的例证
粘液瘤病毒与宿主的共同进化 甲型流感病毒的抗原性转移以及漂移
人类的感染
重组的甲型流感在人群中三次大流行：
1918年西班牙流感
1957年亚洲流感
1968年香港流感
流感期間 Camp Funston 的緊急軍事醫院。
禽流感病毒（Avian influenza virus， AIV）
野生水禽是禽流感病毒的基因库
病毒的变异
甲型流感病毒变异的显著特点是HA和NA发生
遗传性或抗原性漂移（genetic or antigenic drift） 遗传性或抗原性转移（genetic or antigenic shift）
表型的一致性，遗传的动态差异，在变异中 保持稳定。
突变
病毒复制过程中单个或者成段的核苷酸序列发生 替换、缺失、插入等现象。 缺损型干扰（defective interfering， DI）突变 株，突变的特例
缺损型干扰(defective interfering,DI)突变株
这是一种缺失突变的产物。自身不能复制,只有在
“transforming principle” demonstrated with Streptococcus pneumoniae
病毒
第一节 第二节 第三节 第四节
突变 诱变 基因重组 病毒基因产物间的相互作用
准种：由一种母序列和来自该序列的大量突 变基因组所组成的病毒群体。
病毒的遗传与变异
What is a gene?
Stable source of information Ability to replicate accurately Capable of change
第四章 病毒的遗传分析
根据上述结果，可绘出这3个基因的染色体图：
负干涉
符合系数C = 实际双交换值/理论双交换值 =（1.6+1.7）/（12.9×20.8） = 1.23 干涉值 = 1-C = 1-1.23 = -0.23
四、λ 噬菌体的基因重组与作图（自学）
1955年，Kaiser 进行了λ噬菌体的重组作图试验 用紫外线照射处理得到5个λ噬菌体的突变系： ■ s 系产生小噬菌斑 ■ mi系产生微小噬菌斑 ■ c 系产生完全清亮的噬菌斑 ■ co1系产生除中央一个环之外其余部分都清亮 的噬菌斑 ■ co2系产生比co1更浓密的中央环噬菌斑。
通常按宿主类型病毒分为： 1.噬菌体 细菌病毒、真菌病毒及藻类病毒 2.植物病毒 感染高等植物、藻类等真核生物的病毒 3.动物病毒 昆虫病毒和脊椎动物病毒
遗传学研究中应用最广泛的是噬菌体，这是因 为： 1.繁殖快 2.基因组小 3.突变体多
第一节
噬菌体的繁殖和突变型
第二节
噬菌体突变型的重组实验 第三节
二、顺反子
两个突变如果分别位于两条染色体上，这种组合方式 称为反式排列。 两个突变同时位于一条染色体上，则称为顺式排列。
当两个突变型的顺式排列互补表现为野生型，反式排 列不互补表型为突变型，这两个突变位点应属于同一 基因。 当两个突变型顺式、反式排列都表现为野生型，它们 应属于不同的功能基因，位于不同的座位上。 Benzer 将这样一个不同突变之间没有互补的功能区称 为顺反子，即遗传的功能单位就是一个顺反子。
■ 带有sus突变的噬菌体在感染一种带有抑制基因 （suppressor，su＋）的宿主菌时能产生子代。 ■ 在感染另一种没有抑制基因（su-）的宿主菌时，不 能产生子代。
2.噬菌斑形态突变型
细菌和病毒的遗传学分析
用不同的Hfr菌株进行中断杂交实验所作出的大肠杆菌基因连锁图，其基因向F-细胞转移的顺序大不相同。
重组作图
01
当转移时间间隔在两分钟之内， 如已知lac与ade紧密连锁，距离约为1分钟，中断杂交作图就不可靠，须用传统的重组作图(recombination mapping)
01
不用亲本类型 两对基因间的交换频率，必须在形成部分二倍体的条件下，计算重组率。 部分二倍体如果不发生重组，无法鉴别。 接合重组不产生相反的重组类型
低频重组与高频重组
高频重组(High frequence recombination, Hfr)
F因子整合到了细菌染色体上，与F-细胞接合后将供体染色体的一部分或全部传递给F-受体，当供体和受体的等位基因带有不同的遗传标记时，可观察到它们之间发生重组，频率可达到10-2以上，称为高频重组品系（菌株）
杂合DNA复制后，形成一个亲代类型的DNA和一个重组类型的DNA并导致转化细胞的形成与表达。
转化的进程
4 共转化与遗传图谱绘制
共转化：供体的一条DNA片段上的两个基因同时转换的现象。 利用共同转化绘制细菌连锁遗传图谱的基本原理： 相邻基因发生共同转化的概率与两者的距离间成正向关系，基因间距离越近，发生共同转化的频率越高，反之越低。 因此可能通过测定两基因共同转化的频率来指示基因间的相对距离。
数理与生物工程学院
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遗 传 学
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第七章细菌和病毒的遗传学分析
目录
1
2
二 细菌的接合与染色体作图
1.接合现象的发现
细菌的接合首先是莱德伯格（ Lederberg ）和塔特姆（ Tatum ）在1946大肠杆菌杂交试验中发现的。
第六章 病毒的遗传分析
三个基因的染色体图
m 12.9cM r 20.8cM tu
一、互补测验和顺反子 二、X174条件致死突变型的互补 三、T4突变型的互补试验
一、互补测验与顺反子
❖ 互补测验：是确定突变的功能关系。（重组测验是 确定突变基因的空间关系）
❖ 根据顺式排列和反式排列的表现型来确定两个突变 体是否属于同一个基因（顺反子）。
无基盘，即尾部不完全
无头
有头部、 尾部、尾 丝，但不 装配
说明基因 13一定控 制着头部 装配过程 中的某一 步骤。
实验结果
❖ 结果发现：rⅡ突变型可分成rⅡA和rⅡB两个互补群。 ❖ 所有rⅡA突变型的突变位点都在rⅡ区的一头，所有
rⅡB突变型的突变位点都在rⅡ区的另一头。
凡是属于rⅡA互补群的突变不能互补，同理属于B互 补群的突变也不能互补；它们均是一个独立的功能单 位，在大肠杆菌K(λ)中增殖需这两种功能。
主要内容
• 病毒的形态结构与基因组 • 噬菌体的繁殖和突变型 • 噬菌体突变型的重组实验 • 噬菌体突变型的互补测验 • λ噬菌体基因组与位点专一性重组
❖ 病毒：专性寄生的非细胞生物，形态多种多样。 结构十分简单，只有一条染色体，由蛋白质外 壳及其包被的核酸所组成。
❖ 病毒的基因组：DNA或RNA， ss或ds，+或-， L或O型。
能互补
+ rII1 + rII2 顺式(cis)排列
能互补
2个突变点在同一基因内
反式排列，不能互补
顺式排列，能互补
Benzer就将这样一个不同突变之间没有互补的功能 区域称为顺反子（cristron） 。
2、突变子（muton）：是指一个顺反子内部能发 生突变的最小单位。最小的突变子只有1对碱 基，本身无独立的功能。
细菌及病毒的遗传分析h
trp2+ his2+ tyr1+转化trp2- his2- tyr1- 实验 trp2 34 his2 13 tyr1
Hfr菌株在切除F因子时发生错误切除，分离出一个携带F因子和部分宿主染色体基因的遗传因子，这种带有宿主染色体基因的F因子称为F΄因子。
T2噬菌体的基因重组
将两种不同的T2突变体进行杂交，对其杂交子代进行重组分析 杂交方法： 将Ttor和Ttos两种大肠杆菌细胞混合 同时接种高浓度的T2噬菌体的h-r+和h+r-两种突变体，保证绝大多数细菌都被一个以上噬菌体感染 两种不同的噬菌体DNA可能在宿主细胞内进行重组，从而产生非亲本型子代h+r+和h-r-。 亲本型 重组型
F因子在杂交中的行为——接合过程
（三）中断杂交实验作图
中断杂交实验作图
1分钟≈20%的重组值
二、转化
转化(transformation)：指某些细菌(或其它生物)能通过其细胞膜摄取周围介质中的DNA片段，并将此外源DNA片段整合到自己染色体组中的过程。 （一）转化的过程 非感受态细胞 外源DNA被洗掉了 转化因子 感受态细胞 外源DNA仍与细胞结合 整合 吸收 整合 供体单链DNA进入受体细胞后与受体染色体的某一部分联会，并进一步置换受体的对应染色体区段的过程。
第十章 细菌及病毒的遗传分析(2h)
1
第一节 细菌和病毒遗传研究的意义
2
第二节 噬菌体的基因重组
3
第三节 细菌基因重组
4
本章要求
5
思考题
繁殖世代所需时间短；
易于管理和进行化学分析；
便于研究基因的作用；
便于研究基因的突变；
遗传物质较简单，便于用作研究基因结构、功能及调控机制的材料。
遗传学_ 细菌和病毒的遗传分析_
1180 + 418 + 685 +107 +11940 +3660
100% = 2390 100% =13% 17990
trp2
tyr
34
his2
13 tyr1
his
40
trp
八、转导（transduction）
⚫ 普遍性转导（Generalized transduction）
转导是以噬菌 体为媒介，将 外源基因携带 入细菌，使受 体细胞发生遗 传重组的方式。
a、b间发生交换
单性状的转化子
a、b间不发生交换
双性状的转化子
七、转化作图的原理
细菌两连锁基因的交换率
=
单性状转化子的数 单性状转化子数+共转化的转化子数
100%
表7-1 枯草芽孢杆菌trp2+ his2+ tyr1+（供体）× trp2－ his2－ tyr1－（受体）的转化实验 座位转化子类型
噬菌体的遗传分析
一、细菌和病毒的遗传分析
7-1 T4噬菌体的电镜照片
二、病毒对遗传学研究的贡献
1952年 Hershey & Chase的同位素示踪试验
证明T4病毒的遗传物质 是脱氧核糖核酸（DNA） 【1969年诺贝尔奖】
二、病毒对遗传学研究的贡献
1956年Fraemkel Conrat的烟草花叶病毒的重建试验
滑，可致病）
粗糙型R菌株 （无荚膜，菌落粗
糙，不致病）
三、转化现象的发现——Griffth的肺炎双球菌实验
IIR菌株不致病 IIIS菌株致病
灭活的IIIS菌株不致病 灭活的IIIS菌株的某种物 质使IIR菌株发生性状改 变，变成致病的IIIS菌株
病毒的遗传与变异
3.2、表型混合
两种病毒混合感染后，一个病毒的基因 组偶尔装入另一病毒的衣壳内，或装入两 个病毒成分构成的衣壳内，发生表型混合。
PHENOTYPIC MIXING
PHENOTYPIC MIXING
no changes in genome possibly altered host range possibly resistant to antibody neutralization
10.0% ∨
∨
单交换型 m r + 853 + + tu 965
18.4%
∨∨
双交换型 m + tu 162
+ r + 172
合计
9892
3.4% ∨ ∨ 12.9 20.8 27.1
作图： m 13.4 r 21.8 tu
重配作图
重配具有有或无，可用来进行重配作图。
中间型杂交作图
芜 菁 黄 花 叶 病 毒 (Twznip yellow mosaic virus, TYMV) 3.动物病毒 鸡痘病毒(Fowlpox virus) 痘苗病毒(Vaccinia virus) 疱疹病毒(Hezpes virus) 呼肠孤病毒(Reovirus)
口蹄疫病毒(Foot and mouth disease virus, FMDV) 脊髓灰质炎病毒(Polio virus) 多型瘤病毒(Polyome virus)
Reassortment by independent assortment during dual infection.
adapted from Treanor JJ Infect. Med. 15:714
最近重配
此次甲型H1N1流感病毒包含北美和欧 亚猪流感病毒、人流感病毒以及禽流感 病毒的基因片段。正因为其基因片段不 同于传统的H1N1病毒，因此属于新病 毒。
红眼病病毒遗传变异分析
红眼病病毒遗传变异分析红眼病是一种常见的传染病，也称为流行性感冒性结膜炎。
该病毒属于腺病毒科，是一种DNA病毒，具有外壳和一个核心。
在不同地区和时间，红眼病病毒会发生不同的遗传变异，这对于疫苗和药物的开发具有重要的意义。
遗传结构和变异红眼病病毒的遗传结构包括两个重要的特征：一个是病毒壳体蛋白，另一个是免疫原性毒素蛋白。
这两个特征决定了病毒的侵入性和致病力。
红眼病病毒具有高度的变异能力，这是由其特殊的复制方式所决定的。
在感染人体时，病毒会在基因组复制的过程中频繁发生错误，这导致了基因序列的随机变化。
如果累积的错误达到一定数量，会引起突变。
突变后，病毒的构成和性质就会发生变化，甚至会产生新的亚型。
遗传变异的影响红眼病病毒的遗传变异对临床治疗和预防具有影响。
当病毒发生变异时，可能会导致对治疗药物和疫苗的抵抗性增强。
因此，红眼病病毒的遗传变异，使得对其进行疫苗和药物的研发变得更为困难。
研究方法和发展为了更好地研究红眼病病毒的遗传变异，科学家们使用了许多不同的技术手段。
其中，分子病毒学是一种比较先进的方法。
利用这种方法，可以对病毒基因组进行深入的分析，以确定遗传差别和变异点。
同时，该方法还可以帮助科学家确定红眼病病毒的遗传进化路径，从而为疫苗和药物的开发提供基础数据。
总结红眼病是一种非常常见的传染病，对人体健康造成较大的威胁。
由于红眼病病毒的遗传变异，使得治疗和预防的难度加大。
科学家们利用现有的技术手段，对病毒进行研究，不断探索其遗传结构和变异情况。
相信在今后的科学研究中，我们能够找到更好的治疗和预防方法，促进人类健康事业的发展。
病毒的遗传分析0-文档资料
（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
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
宿主菌基因型 噬菌体基因型 su- su+amb su+och su+op
野生型
+
+
+
+
sus amber -
+
+
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 + + 为小类
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
图8-3 λ 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
病毒进化和生态遗传学特征分析
病毒进化和生态遗传学特征分析在当前的全球环境中，病毒的进化和变异是一个备受关注的话题。
随着科技的不断进步，我们越来越了解到病毒的生态遗传学特征，这对于我们预测和控制病毒传播具有重要的意义。
一、病毒生态系统及其进化病毒生态系统包括病毒、寄主和环境因素等。
病毒的进化和演化是受到这些因素的共同影响的。
寄主的免疫力不断发展，病毒需要不断的适应和进化才能在寄主中存活下来。
此外，环境因素如气候、地理位置等也会对病毒的演化和分布产生影响。
病毒的进化是非常快速和复杂的过程，它可能产生新的病毒毒株，这可能对大众的健康和医疗产生很大的危害。
正确的预测和有效的控制是相当重要的。
二、生态遗传学特征的分析生态遗传学的研究重点是遗传变异和环境适应性之间的关系，这对于理解病毒的进化规律和遗传策略有着重要的启示。
1. 基因突变病毒的存在依赖于基因组的完整性和准确性，任何基因的突变都可能影响病毒的功能。
这种突变可能是病毒DNA或RNA序列改变、插入、删除等，导致了在病毒毒株中的遗传变异。
2. 基因重组基因重组是指两种不同病毒的基因互相组合形成新的毒株。
这个过程通常发生在两种病毒感染同一个寄主的情况下，遗传物质之间的交互会产生新的遗传特征。
3. 病毒适应性进化随着寄主的进化和免疫系统的演化，病毒也在不断地调整自己的适应性属性以避免被免疫系统攻击。
病毒分成两种：一种是利用旧的特征来适应新的环境；另一种则是在新的环境中产生新的变化，以适应当前的情况。
三、对于病毒进化和生态遗传学特征的控制策略基因突变和重组是病毒演化的关键，控制的策略有以下几个方面：1. 加强公共卫生意识对于病毒的早期检测和隔离是非常重要的，通过大力宣传公共卫生意识，增加大众的疫情认知度和疫情预防意识，是真正有效遏制病毒的传播和进化。
2. 病毒监测和追踪对于不同地区不同时期的病毒状况进行监测和追踪，并及时报告疫情情况，可以获得及时的消息，为疫情预测和控制提供更有意义的信息。
病毒的遗传与变异
病毒的遗传与变异1、遗传：亲代与子代相似2、变异：亲代与子代或者子代不同个体之间不完全相同。
遗传决定了物种的延续，变异有利于物种的进化。
核酸传递遗传信息的基础在于其碱基的排列顺序，病毒核酸复制时能够产生完全等同于原核酸的新的核酸分子，从而保持遗传的稳定性。
病毒的突变机率较高，决定了病毒遗传的变异性。
遗传和变异是对立的统一体，遗传使物种得以延续，变异则使物种不断进化。
流感病毒的抗原性会因为核酸的复制、装配等各种因素而发生变化，有了这些变化，流感病毒就可以有效地逃避宿主的免疫清除。
病毒的突变病毒的突变(Mutation)：基因组中核酸的组成或结构发生改变。
点突变（狭义突变）:少数几对碱基的缺失、插入或置换。
大段染色体的缺失、重复、移位和倒位等较大范围内可遗传结构的改变（广义突变）。
突变体：携带突变的生物个体或群体、株系。
突变基因：包含突变位点的基因。
基本概念病毒株(strain)：同一种病毒的不同分离株或不同来源的病毒系病毒型别(type)：同种病毒的不同血清型别病毒野生型( Wildtype): 从自然宿主中新分离出的, 或者是实验室采用的病毒突变体(mutant)：与野生病毒株的不同表型的变异株,已清楚其机理病毒变异体(variant)：与野生病毒株的不同表型的变异株, 并不清楚其机理病毒准株(quasispecies):在一个宿主体内，子代病毒出现了与原始感染株不一致，该变异个体称为病毒准株。
自发突变和诱发突变病毒变异除自发、诱发突变外，还可能因混合感染引起的遗传重组。
病毒的变异主要源于其基因组的突变和重组。
1.自发突变：在无任何已知诱变剂的条件下产生的突变。
DNA病毒和RNA病毒的自发突变有明显区别:DNA：有一整套完整的DNA复制、核对、修正系统RNA：不能自动修复（RNA复制酶中缺少校正阅读活性）病毒复制比自发突变快得多，野生型种群处统治地位突变效率：DNA 10-8～10-11RNA 10-3～10-62.诱发突变：野生型病毒在各种理化因子存在的条件下提高突变力的措施 (适当的剂量、获得单一突变的突变体)根据诱发突变的本质和途径分为：体外诱变剂(静态)通过一些化学物质对核苷酸进行化学修饰→ 碱基配对发生改变→ （a.转换 b.颠换）亚硝酸、羟胺、烷化剂等体内诱变剂(动态)a.碱基类似物：通过互变异构效应造成碱基的转换和颠换b.插入剂：吖啶类染料插入到核酸分子之间，引起碱基堆积畸变，在下一步复制时造成核酸移码（碱基增加或缺失）→ 移码突变这两种物质所引起的核酸的变异，都需要病毒细胞处于代谢活性状态，此时核酸处于复制阶段，对处于静止状态的病毒无作用。
-3病毒遗传分析共76页
-11
+11
λattP
P-GCTTTTTTATACTAA-P’
-152
+82
-GCTTTTTTATACTAA-CGAAAAATATGATT-
B B’ -GCTTT
TTTATACTAA-
-CGAAAAATATG
ATT-
P P’ -GCTTT
TTTATACTAA-
-CGAAAAATATG
ATT-
POP’ BOB’
在感染初期，线状的亲代DNA分子经过几轮DNA 复制产生单位长度再加末端重复的子代分子，接着 子代分子的重复末端之间重组，形成了很长的T2或 T4基因组多连体(conca temers)，即串连重复顺序， 它们自身再进行复制而重组形成更长的多连体；
感染后期，子代噬菌体的头部蛋白将这些多连体DNA 分子包装起来，直到完全装满为止，每个噬菌体颗粒能包 装多长的DNA分子取决于壳体本身，通常填滿头部所需的 DNA超过从a到z的一套基因组，对在z后面的基因仍有空 间可以包装，于是又继续包装基因a、b、c，至头部被装 满时将DNA切断，由此可以看到这个病毒粒子是基因a、b、 c冗余的，下一个病毒粒子将接从d起始的DNA分子开始包 装至c，然后继续到d、e、f，这个病毒是d、e、f冗余的， 再下一个病毒粒子从g开始包装，冗余g、h、i基因等等。
第二节 λ噬菌体
一、 噬菌体基因组与原噬菌体
(一) 噬菌体的基因组：由48500bp构成
基因分类
7个（必需基因：相邻）head
11个（必需基因：相邻）tail
噬菌斑形成必需的基因 复制所需基因：O、P
裂解、释放所需基因：S、R
基因
正调控基因：N、Q
附着区：att；
遗传学第六章病毒的遗传分析
在反式测验中，如两个突变之间能互补，则表明两个突变是位于两个基因（顺反子）内的突变。如两个突变之间不能互补，则表明两个突变是位于同一个基因内的突变。
顺反子：一个不同突变之间没有互补的
功能区称为顺反子（cistron)。
基因内互补
例外情况。如：沙门氏杆菌甘油磷酸脱氢酶基因；大肠杆菌和脉孢菌色氨酸合成酶
第六章 病毒的遗传分析
一、病毒的形态结构与基因组 P184 二、噬菌体的增殖与突变型 （一）噬菌体的增殖 P186 （二）噬菌体的突变型 1、条件致死突变 在某些条件下，导致某些突变型致死，而另 外一些条件下仍能增殖 。致死条件为限制条件（restrictive condition)。 增殖条件为许可条件 （permissive condition)。
λ噬菌体的基因组
位点专一性重组的分子机制
参与整合，切离主要的酶：
整合酶（Int);
整合宿主因子(IHF);
切离酶（Xis）。
环状排列与末端重复 基因组串联体
斑点测试法（spot test) P196 用一种rⅡ突变型以0.1的感染比（噬菌体1:细菌10）感染大肠杆菌K(λ），噬菌体和细菌在温热的琼脂中混合，涂布在营养平板上，琼脂凝固后，在平板上划出一定位置，再在上面滴加含另一种rⅡ突变型的培养基。在这一滴培养基范围内，一些菌被两种噬菌体感染，如这范围内形成噬菌斑，就证明这两种突变型互补，相反则不互补。 在一个培养基上可做6—8个斑点试验。
点突变（point mutation）：一个顺反子内单个核苷酸发生的改变。
缺失作图的原理
利用重叠缺失定位未知的rⅡ突变：
01
根据是否产生野生型噬菌体，系列Ⅰ将rⅡ突变定于A5片段；系列Ⅱ将rⅡ突变定于A5c区；系列Ⅲ将其定于A5c3区 。
病毒基因组结构与突变遗传原因解析
病毒基因组结构与突变遗传原因解析病毒是一种微小的病原体，可以感染宿主的细胞并引发疾病。
病毒的基本组成部分是基因组，它包含了病毒生物学特性的关键信息。
病毒基因组的结构和突变遗传原因对病毒的传播、演化和药物治疗具有重要意义。
本文将对病毒基因组结构和突变遗传原因进行解析，以便更好地理解病毒的生物学特性并应对疾病的挑战。
一、病毒基因组结构病毒基因组的结构可以大致分为两种类型：DNA病毒和RNA病毒。
DNA病毒的基因组是由DNA构成，而RNA病毒则是由RNA构成。
下面将分别对这两类基因组结构进行介绍。
1. DNA病毒基因组结构DNA病毒的基因组可以分为两种组织方式：线性和环状。
线性DNA病毒的基因组具有两个端部，可以形成线性的DNA分子。
环状DNA病毒的基因组则是一个闭合的环状结构。
这两种基因组结构在病毒复制过程中起到了重要的作用。
线性DNA病毒在复制过程中需要进行端粘连和解粘连的操作，以实现基因组的复制。
而环状DNA病毒通过启动子和复制起始位点来指导基因组复制的起始，然后将复制产物从母本DNA上剪切下来形成闭合的环状基因组。
此外，DNA病毒基因组的大小也是有一定变异的。
一些病毒基因组非常小，只有几千个碱基对，而其他病毒基因组的大小可能超过几十万个碱基对。
2. RNA病毒基因组结构RNA病毒的基因组通常是单链RNA分子。
根据基因组结构的不同，RNA病毒可以分为正链RNA病毒和负链RNA病毒。
正链RNA病毒的基因组可以直接用作病毒蛋白质的模板，从而直接参与病毒复制和蛋白质合成过程。
而负链RNA病毒的基因组需要通过反向转录为正链RNA才能参与病毒复制。
这一过程通常由病毒自带的酶类完成。
RNA病毒的基因组有时也被分为多段或分层次的组织形式。
这些分段的基因组可以通过重组或重新排序的方式导致新的突变，并产生新的病毒株。
二、病毒基因组突变的遗传原因病毒的基因组突变对于病毒的传播、演化和药物抵抗性具有重要影响。
病毒的基因组突变主要来自于两个主要的遗传原因：复制错误和环境压力。
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病毒的遗传分析
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。
病毒的遗传分析
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。
病毒的遗传分析
ห้องสมุดไป่ตู้
病毒的遗传分析
表8-1 病毒的基因病组毒的结遗传构分析
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
su+
病毒的遗传分析
（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：5`TAC 3`5`TAG 3` 3`ATC 5`3`ATG 5`
mRNA 5`UAC 3` 5`UAG 3` 3`AUC 5` 3`AUG 5`
酪氨酸 酪氨酸
表型：酪氨酸
终止 5`UAG 3`
作图：
m 12.9 r 20.8 tu
病毒的遗传分析
X174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-
+
- 半透明
+
+ 透明
病毒的遗传分析
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Ⅰ：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Ⅱ：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+的重组体和hr+及h+r4 种噬菌体。
A+B+ X 2
amA-amB间重组值：
X 100%
su+:amA、amB总数
病毒的遗传分析
两个不同抑制因子敏感突变型间的杂交 sus amber x sus opal
su+amber；su+opal
10-6
10-2
限制条件：su+amber、opal
基因型：amb-opal+ amb+opalamb+opal+ amb-opal-
病毒的遗传分析
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 透明,小 半透明,大 透明,大 半透明,小
基因型 h-r+ 亲组合 h+r- 亲组合 h-r- 重组合 h+r+ 重组合
(二) 噬菌体重组值的计算
重组噬菌斑数
重组值 =
Ｘ100%
Ecoli：B + B/2
总噬菌斑数
病毒的遗传分析
图8-7 T2的h+r-与h- r+ 之间杂交重组后的4种噬菌斑形态
病毒的遗传分析
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）
病毒的遗传分析
病毒的遗传分析
病毒的遗传分析
病毒的遗传分析
T4突变型的三点试验
表5-5 T4的 m r tu x + + + 三点试验结果
亲本类型 单交换型 单交换型 双交换型
合计
类 型 噬菌斑数 %
重组频率%
m-r r-tu m-tu
m r tu +++
3467 3279
69.6%
m++ + r tu
520 474
9.6%
∨
∨
mr+ + + tu
853 965
17.5%
∨∨
m + tu +r+
162 172
3.3%
∨
∨
10342
12.9 20.8 27.1
5种琥珀抑制基因的性质
插入的 氨基酸
合成的蛋白质 占野生型%
丝氨酸
28
谷氨酰胺
14
酪氨酸
55
酪氨酸
16
赖氨酸
5
赭石型抑 制基因
+ +
病毒的遗传分析
噬菌体突变的重组试验
T2突变型及特性
快速溶菌突变型：r 野生型：r+
T2宿主范围野生型: h T2宿主范围突变型: h-
细菌
Ｂ
B/2
大噬菌斑；
小噬菌斑；
↓释放 子噬菌体。
病毒的遗传分析
图8-2 T4噬菌体的生病活毒的周遗传期分析
图8-3 λ 噬菌体的生活病毒周的遗期传分析
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。
病毒的遗传分析
(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
3`AUC 5` 酪氨酸
病毒的遗传分析
（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
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
宿主菌基因型 噬菌体基因型 su- su+amb su+och su+op
野生型
suamber+opal+
表5-6 174突变型之间杂交观察到的双因子重组率
病毒的遗传分析
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；
+
+
+
+
sus amber -
+
+
-
sus ochre -
-
+
-
sus opal
-
-
-
+
病毒的遗传分析
（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：指能抑制无义突变表现的突变。
表5-3
琥珀型抑 制基因
su1+ su2+ su3+ su4+ su5+