遗传学戴灼华第二版第六章病毒的遗传分析

重组测验
结果发现： 1、rⅡ区中的2000多个突变体可分成rⅡA和 rⅡB两 个互补群。将A组的一个突变型和B组的一个突变 型共同感染K(λ)菌株，可以形成噬菌斑，两个突变 体之间能够发生互补；A组内的两个突变型，或B 组内的两个突变型不能互补。 2、所有的rⅡA突变型在rⅡ区的一边，所有的rⅡB突 变型在rⅡ区的另一边。
第六章 病毒和噬菌体的遗传分析
第一节
噬菌体的形态结构与基因组
一、噬菌体的结构和生活周期 二、噬菌体的基因重组
一、病毒的形态结构
杆状、球形、多面体等，由一个蛋白质外壳和其中包含的 核酸（图）组成。 头 DNA 颈 核心 尾鞘
尾板 尾针
2015-7-16 制作 周防震
尾丝
3
噬菌体
T2噬菌体
头部：六角形的头部内含双链DNA 尾部：中空的针状结构及外鞘 末端为基板：尾丝及尾针组成 尾丝：起附着作用 尾鞘：通过收缩将DNA注入宿主细胞
顺反子：利用互补测验所确定的遗传功能单位。
顺式测验 突变位点 在同一顺 反子内 A 突变位点 在不同的 顺反子内 A 图 B B
反式测验
+ +
－
A
B
+
A
B
顺反测验结果的图解。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 位点突变位点在不同顺反子内。
单独感染 E.coli K 混合感染 E.coli K
单独感染 E.coli K
不能正常生长
能正常生长
不能正常生长
重组测验
一、互补测验与顺贩子
如果能够形成噬菌斑，说明两个突变体属 于两个不同的基因突变，可以产生功能互补。 如果不能形成噬菌斑，说明两个突变体属 于同一个基因的突变，不能产生功能互补。
在K(λ)菌株的细胞中，只有野生型+ +重组子能够生长，并 形成噬菌斑
r 47 r47 r47 + r47 + r47 + + r104
精细作图
+ r106 + r102
重组测验
重组频率计算：
将收集到的子代噬菌体稀释106倍后可以平均在B菌株平板 形成一个噬菌斑；将收集到的子代噬菌体稀释102倍后可以平 均在K(λ)菌株平板形成一个噬菌斑。 根据以下公式计算r47+和+r104之间的重组值
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制作 周防震
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噬菌体
用hr+和h+r两种噬菌体同时感染B菌株，称为双重 感染（复感染）。在双重感染的过程中，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,因此子代噬菌体有四种基因 型： hr+、h+r （亲本型） hr、h+r+ （重组型） 双重感染作用相当于hr+×h+r的杂交
分开的最小遗传单位。
第五节
相关概念
噬菌体T4rⅡ的缺失突变与作图
点突变：由于基因编码区内碱基对的改变产生的突变。 缺失突变：由于基因编码区内确实一个或多个碱基产生的突变。
二者的区别：
1、突变范围：点突变是单一位点突变，缺失突变是多位点突变。
2、能否回复突变：点突变可以发生，缺失突变不能发生。
3、能否发生重组：同一基因（或同一区域）内不同的点突变之间可以发 生重组；同一区域内缺失突变和点突变之间不能重组。 缺失作图原理 某一待测的点突变，凡是能和某一缺失突变发生重 组的，它的位置一定不在缺失范围内；凡是能发生重组 的，它的位置一定在缺失范围内。 作图条件 构建一组重叠缺失突变系
噬菌体
至于ra在h哪一边，是靠近rb还是rc，由于T2噬体的基因是 环状的，所以列须再进一步确实，即为
h
rc
rb
ra
三、T4突变型的三点测交与作图
噬菌体
品系1：小噬菌斑(m)，快速溶菌(r)，浑浊溶菌斑(tu) 品系2：野生型
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制作 周防震
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重组测验
第四节 噬菌体突变型的互补测验
第六节 λ噬菌体的基因组与位点专一性重组
一、 λ噬菌体的基因组
λ噬菌体基因组为dsDNA分子，在噬菌体颗粒中
表现为具有粘末端的线型dsDNA，侵入宿主细胞后形 成环状的dsDNA分子。 λ噬菌体基因组分为五个区域： 头部基因、尾部基因、调控（免疫）区、复制蛋
白和晚期调控区
λ噬菌体DNA的整合和切除
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制作 周防震
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重组测验
重组测验
T4噬菌体：野生型 rⅡ
B 小噬菌斑 大噬菌斑
K(λ) 小噬菌斑 无噬菌斑
Benzer将两个rⅡ 不同突变型如r47+和+r104双重感染B菌 株，收集子代噬菌体，再分别感染B菌株和K(λ)菌株；
在B菌株的细胞中，r47+、+r104、 r47 r104和 + +都能生长， 形成噬菌斑；
共同点：DNA不大量复制也不大量转录和翻译
↓U.V. 温度改变 烈性噬菌体，使细菌裂解 相关概念 溶原性细菌、原噬菌体
噬菌体
二、噬菌体的突变型
1、条件致死突变型
温度敏感突变型、抑制因子敏感突变型（突变抑制） 2、噬菌斑形态突变型
噬菌斑形态的大小、边缘清楚或模糊
3、宿主范围突变型
噬菌体
噬菌斑形态：大小、边缘清楚或模糊 举例： 正常的T噬菌体r+：噬菌斑小而边缘模糊 T噬菌体突变体r：产生约大两倍的边缘清楚的 噬菌斑（快速溶菌） 宿主范围：能感染和裂解的菌株种类（不同） 举例： T2噬菌体野生型h+：只侵染B菌株，不能B/2株* T2噬菌体的突变体h：可侵染B株及B/2株*
*：ra、rb、rc分别代表不同速溶菌突变型（它们表现型不同， 所以是不同基因）
b. 写出ra、rb、rc与h三个连锁图
ra h
噬菌体
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rb 12.3 h
1.6
c. 基因顺序排列
ra ra rb rc rc h h rb
噬菌体
ra
rb
h
rc
ra
h
rc
rb
d. 确定基因顺序
a)确定rb、rc和h rcrb+×r+crb ↓ 重组型=13.9 说明h位于rb及rc之间, 所以顺序为rc-h-rb
型在rⅡ区域的周防震
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Benzer
顺反子概念和基因内重组 Discovery of Recombination Within the Gene
Benzer 以T4 噬菌体为材料 进行了研究工 作 ，提出基因 是一个“顺反 子”这个术语
rIIA mutant
rIIB mutant
*B/2株是大肠杆菌B株的突变体，它对T2噬 菌体有抗性。 这种突变体叫宿主范围突变体。
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噬菌体 第三节 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
T4噬菌体有一种快速溶菌突变型，产生大而边缘清楚的噬 菌斑，而野生型噬菌斑小而边缘模糊。Benzer对一组快速溶菌 突变型进行了详尽的研究，并提出顺反子、重组子、突变子的 概念。
重组测验
顺反子（cistron）
Benzer的互补测验两个突变体，在互补测验中，两个隐 性突变如果表现出互补效应，则证明这两个突变体分别 属于不同的基因突变；如果不表现出互补效应，则证明 这两个突变体属于同一个基因内的相同或不同位点的突 变。 Benzer就将这样一个不同突变之间没有互补的功能 区称为顺反子（cistron）。
噬菌体
举例： a. 求出重组型
表10-2 用rxh+×r+h所得的四种噬菌斑数及算得的重组 值（rx代表不同的r基因） 杂交组合 rah+×r+h rbh+×r+h rch+×r+h 每 种 基 因 型 的 % rh+ r+h r+h+ rh 34.0 32.0 39.0 42.0 56.0 59.0 12.0 5.9 0.7 12.0 6.4 0.9 重 组 值 24/100=24% 12.3/100.3=12.3% 1.6/99.6=1.6%
2、重组值的测定
●杂交子代噬菌体基因型的测定
噬菌体
方法：收集双重感染后释放的子代的噬菌体，将其接 种在同时长有B及B/2株培养上，观察、记录噬菌斑的形态。 〇亲本型 h+r：半透明，大 hr+：透明，小 〇重组型 hr：透明，大 h+r+：半透明，小
●计算
重组值=重组噬菌斑数/总噬菌斑数×100% =(h+r++hr)/(h+r+hr++h+r++hr) ×100%
r106 +
r51 +
r106 + + r51 顺反测验
r47 +

106 + + r106
r47 +
K菌株
B菌株
重组测验
顺反子：利用互补测验所确定的遗传功能单位。
突变子（muton）：基因内改变后可以产生突变表型的最小单位。 因为rⅡ区中的2000多个突变体，经过重组测验发现它们 只分布在300多个位点 重组子（recom）：也称交换子，基因内不能由交换（或重组）
λ噬菌体DNA的整合和切除
整合反应：由整合酶（Int）和整合宿主因子（IHF） 催化完成。 切离反应：由整合酶（Int）、整合宿主因子（IHF） 和切除酶（Xis）催化完成。