噬菌体和粘粒载体

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有些温和噬菌体，如噬菌体21和434，各自具有自身的免疫体系，具有自身 的阻遏基因和操纵基因。因此，其阻遏物不能同λ的操纵基因结合；反过来， λ的阻遏物，也不能够同21和434 噬菌体的操纵基因结合。这样的一对噬菌体， 互称为异源免疫性。
温和噬菌体可以在异源免疫性的溶源性细菌的菌苔上形成噬菌斑。
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第二节 λ噬菌体载体 返回第五章
研究得最为详尽，双链DNA，分子量31×106，48502bp;中等大小， 温和噬菌体。
基因至少有61个，其中有一半参与生命周期的活动，称为必须基 因；另一部分基因为非必须基因。
溶源周期中整合在染色体DNA上(λ作为克隆载体的重要特性)。
其它优点：
研究历史悠久；
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另一种类型的溶源周期是以噬菌体PI为原型，较为少见，其基本特征是不存 在噬菌体DNA分子的整合作用体系，而是变成了一种进行独立复制的环形的 质粒DNA分子。
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5.1.2.2 超感染免疫性
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溶源性细菌有两个重要特点：
第一，溶源性细菌不能够被头一次感染并使之溶源化的同种噬菌体 感染。溶源性细菌所具有的这种抗御同种噬菌体感染的性质，叫超 感染免疫性。
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５.1.２噬菌体的生命周期
5.1.２.１ 噬茵体的溶菌生命周期
裂 解 寄 主 细 胞 ， 释 放 子 代 噬 菌 体的生命周期 只 具 有 溶 菌 生 长 周 期 的 噬 菌 体 叫做烈性噬菌体。
溶菌生长周期之间的共同特征： 1 吸附： 2 注入： 3 转变： 4 合 成：5 组装：6 释放：
寄主范围较质粒狭窄，更加安全；
λ噬菌体DNA两端具有由 12个核着酸组成的粘性末端，可用来 构建质粒类载体。
5.2.1基因组结构
基因除了两个正调节基因N和Q之外， 其余的是按功能成簇:头部、尾部、复 制及重组四大功能基因簇。 为叙述方便，往往划分为三个区域：
删除酶的功能是将原噬菌体DNA从细菌染色体DNA上删除下来，而后环化成 环形的DNA分子。。
5.1.2 .5 λ附着位点att
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λDNA 整 合 在染 色 体 上的位 点 叫做λ附着位点att.
大多数的温和噬菌体都整合在 特定位置上。少数一些噬菌体可 整合在数个位点上，甚至染色体 的任何一个位点上。
噬菌体DNA的免疫性区段（包括cI基因、操纵基因和启动基因），以imm 表示，如immλ、imm21和imm434等。
5.1.2.4 溶源噬菌体的诱发
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溶源性细菌中的阻遏基因处于失活状态时，操纵基因就将是自由的，转录就 会正常启动，诱发噬菌体进入裂解途径。
噬菌体的诱发还需要合成一种叫做删除酶的噬菌体产物。
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5.1.2.1 溶源周期的主要特征
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已知存在两种不同类型的溶源周期，其中最普遍的一种是以λ噬菌体 为原型，具有如下特性：
①噬菌体的DNA分子注入细菌细胞。 ②短暂的转录期之后，合成一种整合酶，之后转录活性便被一种阻 遏物所关闭。
③噬菌体DNA分子插入到细菌染色体基因组DNA上，变成原噬菌体。 ④细菌继续生长、增殖，噬菌体的基因作为细菌染色体的一部分进 行复制。
整合酶: 由λ基因int编码,能够识 别 λDNA 和 细 菌 DNA 的 附 着 位 点 ， 并能催化这两种DNA之间发生链 的交换。
λDNA首先环化，然后通过在两个att 物理性的破裂，并进行准确的噬菌 体DNA和寄主DNA的再接合，从而 发生整合作用
疑问--插入之后为何不马上删除呢？ 删除应该比插入更容易发生，因为此时两个附着 位点都是存在于同一DNA分子上。 实际上：整合与删除不是同一过程。 其原因是整合后的位点是杂合的。
第一节 噬菌体的一般生物学特性
5.1.1.1 结构及核酸
噬菌体颗粒基本类型:无尾二十面体型、 具尾二十面体型和线状体型。
噬菌体的核酸，最常见的是双链线性 DNA。除此之外，还发现有双链环形 DNA、 单 链 环 形 DNA、 单 链 线 性 DNA以及单链RNA等多种形式。
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5.1.1.2 噬菌体的感染性
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少量噬菌体感染高浓度寄主细胞后，涂板，结果在平板上，以最初被感染的 细胞为中心，形成大量的噬菌斑。
具体过程：
（1）尾部末端吸附； （2）通过尾轴把DNA全部注入到细 胞，蛋白质外壳则留在胞外； （3）噬菌体的DNA在细菌体内合成自 身DNA和蛋白质； （4）新合成DNA与蛋白质组装子代噬 菌体； （5）细菌的解体,子代噬菌体释放。
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超感染的λ噬菌体DNA将会发生什么样的变化呢？
这种DNA可形成超盘旋的结构，由于处在超盘旋结构状态的λDNA复制基因 很难进行复制，而细菌细胞却没有受到影响，仍能正常地生长和分裂，结 果经过若干世代之后，在细菌细胞群体中，感染的DNA分子便逐渐地被稀 释掉了。
5.1.2.3 异源免疫性
阻遏物能够持续地合成，产量就其操纵基因而言是略Байду номын сангаас超量的。
由于阻遏物同OL和OR结合，PL和PR这两个早期启动子开始的转录 被抑制的。使原噬菌体保持“关闭”的形式，这就是溶源性细菌能够不 停地生长而不发生溶菌裂解的原因。
同时，后进入的同类噬菌体由于PL和PR被抑制，无法溶原化。称这 种抑制作用同源免疫超感染抗性。
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5.1.２.２ 噬菌体的溶源生命周期
感染过程中没有产生出子代噬菌体颗粒，噬 菌体DNA是整合到寄主细胞染色体DNA上， 成为它的一个组成部分。
只有双链DNA的噬菌体才具有溶源周期。 ①温和噬菌体： ②溶源性细菌：整合有一套完整的噬菌体基因组 的细菌。 ③溶源化：用温和噬菌体感染细菌使之形成溶源 性细菌的过程。 ④原噬菌体：在溶源性细菌内存在的整合的或非 整合的噬菌体DNA。
第二，经过许多世代之后，溶源性细菌便能够开始进入溶菌周期， 这一过程叫溶源性细菌的诱发。在诱发过程中，噬菌体基因组以单 一DNA片段的形式从寄主染色体DNA上删除下来。
λ噬菌体的超感染免疫性现象--阻遏一操纵体系
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阻 遏 基 因 cI 编 码 的 阻 遏 蛋 白 ， 与 两 个分别同启动基因PL、PR相邻的操 纵基因OL和OR结合。