噬菌體分析與基因結(jié)構(gòu)PPT課件

1、第1頁/共43頁h r+ h+ r E. Coli B 釋放噬菌斑 感染E. coli B E. Coli B/2出現(xiàn)的4種噬菌斑 噬菌斑類型推導(dǎo)基因型透明，小半透明，大半透明，小透明，大h r+h+ rh+ r+h rh r+、h +r ：親本類型h+ r+、h r ：重組合類型 透明，小半透明，大第2頁/共43頁雙重感染：兩種噬菌體同時(shí)感染某一菌株第3頁/共43頁h+ r+h- r+h+ r-h- r-第4頁/共43頁二、噬菌體的基因重組 重組值計(jì)算：重組值計(jì)算： 重組噬菌斑數(shù)重組頻率 = * 100% 總噬菌斑數(shù) ( (h+r+ + h-r-h+r+ + h-r-) ) = * 100%

2、 (h+r- + h-r+ + h+r+ + h-r)(h+r- + h-r+ + h+r+ + h-r)第5頁/共43頁三、噬菌體T4 rII 突變型作圖 Benzer分析了3000多個(gè)T4 rII突變型，都具有相同的表型，這些突變是是屬于一個(gè)基因還是多個(gè)基因 ？ 第6頁/共43頁（1）重組作圖 利用重組法進(jìn)行重組測(cè)驗(yàn)，計(jì)算各種突變型的重組值。第7頁/共43頁混合感染rII突變體rII突變體 E .coli k()互補(bǔ)作用 無互補(bǔ)作用細(xì)胞裂解釋放 細(xì)胞不裂解無子出子代噬菌體 代噬菌體釋放第8頁/共43頁第9頁/共43頁Benzers map of the rII region generat

3、ed from crosses of 60 different mutant T4 strains.第10頁/共43頁（2）缺失作圖點(diǎn)突變（point mutation)：核苷酸對(duì)發(fā)生了改變?nèi)笔蛔儯╠eletion mutation):缺失了相鄰的許多核苷酸對(duì)。二者的區(qū)別點(diǎn)突變：?jiǎn)蝹€(gè)位點(diǎn)；可以回復(fù)突變，與基因內(nèi)其它位點(diǎn)突變重組恢復(fù)野生型缺失突變：多個(gè)位點(diǎn)；不能回復(fù)突變；不與另一基因組內(nèi)缺失區(qū)的點(diǎn)突變之間重組第11頁/共43頁缺失作圖原理 將待測(cè)的突變型與已知的系列缺失突變型進(jìn)行雜交，觀測(cè)重組結(jié)果。 1、凡是能和某一缺失突變型進(jìn)行重組的，突變位點(diǎn)不在缺失范圍內(nèi)； 2、凡是不能和某一缺失突變型進(jìn)

4、行重組的，突變位點(diǎn)位于缺失范圍內(nèi)。第12頁/共43頁待測(cè)突變型與已知缺失突變系列（ A D）雜交r+r+no r+no r缺失突變系列第13頁/共43頁Benzer把rII區(qū)劃分為47個(gè)片段第14頁/共43頁優(yōu)點(diǎn)：較重組作圖雜交次數(shù)少。 同時(shí)，精確度較高。第15頁/共43頁第二節(jié) 基因精細(xì)結(jié)構(gòu)分析一、一、 基因的經(jīng)典概念及發(fā)展基因的經(jīng)典概念及發(fā)展1865年 Mendel：遺傳因子1903年 Sutton 和 Boveri：遺傳因子位于染色體上 1909年 Johanssen：基因1910年40年代, Morgan 建立基因?qū)W說。提出了 “三位一體”的基因概念第16頁/共43頁基因的經(jīng)典概念 1

5、、 染色體是基因的載體 2、基因在染色上呈直線排列 3、 基因的 “三位一體” 概念 結(jié)構(gòu)單位：交換只能發(fā)生在基因之間 突變單位：整體突變，成為等位基因 功能單位：產(chǎn)生特定的表型效應(yīng)第17頁/共43頁基因概念的發(fā)展基因概念的發(fā)展 1944年 Avery：遺傳物質(zhì)是DNA。 1944年 Beadle：一個(gè)基因一個(gè)酶學(xué)說。 發(fā)展一基因一多肽學(xué)說 1953年 Wateon和Crick：DNA雙螺旋模型。 基因是具有一定遺傳效應(yīng)的DNA片段。 第18頁/共43頁基因概念的發(fā)展基因概念的發(fā)展 1955年，Benzer的順反子學(xué)說?；蚴且粋€(gè)作用單位，但基因是可分的 。 60年代，Jacod 和 Mono

6、d：操縱子模型,基因在功能上是有差別的。 斷裂基因，重疊基因，跳躍基因，假基因等的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步豐富了基因的內(nèi)容。第19頁/共43頁1、反式互補(bǔ) 控制同一性狀的兩個(gè)連鎖基因。Arg1、Arg2 Arg1 Arg2 / Arg1 Arg2異核體（野生型） Arg1 Arg2 （突變型）Arg1 Arg2（突變型）二、順反效應(yīng)與互補(bǔ)第20頁/共43頁Arg1Arg2Arg1Arg2反式（trans)：兩個(gè)突變座位分屬同源染色體的兩個(gè)染色體順式（cis)：兩個(gè)突變座位位于同一條染色體。 互補(bǔ)（complementation）：不同對(duì)的兩個(gè)基因在功能上可以彌補(bǔ)對(duì)方的缺陷，這兩個(gè)突變型稱為互補(bǔ)。野生型野生型

7、反式與順式的表型效應(yīng)相同（野生型），表明這兩個(gè)基因?yàn)榉堑任换?。?1頁/共43頁Arg1Arg2Arg1Arg2野生型野生型第22頁/共43頁2、反式不互補(bǔ) 曲霉菌多種腺嘌呤營養(yǎng)缺陷型。如ad 16、ad 8ad 16 ad 8缺陷型：99.86ad 16 / ad 8（異核體）不互補(bǔ) 等位基因交換 非同一位置野生型：0.14adadad8ad16？第23頁/共43頁Arg1Arg2Arg1Arg2ad16ad2ad16ad8突變型野生型野生型野生型反式順式兩種情況比較？第24頁/共43頁 應(yīng)將 ad16和 ad 8看作是一個(gè)基因內(nèi)的兩個(gè)位點(diǎn)，基因是一個(gè)作用單位，只有保持基因的完整，才具有正

8、常的功能。第25頁/共43頁Arg1Arg2Arg1Arg2野生型野生型突變型野生型反式順式ad16ad8ad16ad2第26頁/共43頁ad16ad2野生型有缺陷基因型ad16ad8產(chǎn)物表型順式反式有缺陷有缺陷正常突變型第27頁/共43頁基因內(nèi)的不同位點(diǎn)上可以發(fā)生突變，基因內(nèi)的不同位點(diǎn)間可以發(fā)生重組。ad16ad8ad16ad2第28頁/共43頁ad16ad8ad8ad16ad16ad2ad16ad16ad8ad8ad16ad81、412341、32、42、3突變野生突變野生突變反式順式0.14野生型的形成第29頁/共43頁三、基因的精細(xì)作圖噬菌體T4 rII 突變型遺傳圖第30頁/共43頁

9、研究表明 rII突變型分成兩組（功能群）：A組和B組。A組 B組第31頁/共43頁rIIA 是一個(gè)獨(dú)立的功能單位。rIIA 的任意兩個(gè)突變型無互補(bǔ)作用AB反式不互補(bǔ)A組 B組第32頁/共43頁rIIB是一個(gè)獨(dú)立的功能單位。rIIB 的任意兩個(gè)突變型無互補(bǔ)作用AB反式不互補(bǔ)A組 B組第33頁/共43頁r IIA 和 r IIB是兩個(gè)獨(dú)立的功能單位 兩個(gè)順反子（ cistron）-r IIA 和 rIIB 。A組任一個(gè)突變型與B組的任一個(gè)突變型均能互補(bǔ)AB反式互補(bǔ)第34頁/共43頁順反子順反子（ cistron）順反子：在反式構(gòu)型中不能互補(bǔ)的各個(gè)突變型在染色體上所占的一個(gè)區(qū)域。是一個(gè)必須保持完整才

10、具有正常生理功能的遺傳物質(zhì)的最小單位。一個(gè)順反子就是一個(gè)功能水平上的基因。順反子中的各種突變位點(diǎn)稱為突變子（Muton） 一個(gè)順反子是一段遺傳區(qū)域，在這一遺傳區(qū)域中的突變位點(diǎn)之間沒有互補(bǔ)作用。第35頁/共43頁 互補(bǔ)試驗(yàn)可以確定同一表型效應(yīng)的兩個(gè)突變型是等位的，還是非等位的。 同一順反子的兩個(gè)突變型是否為同一位點(diǎn)（site）突變，可通過重組作圖來判斷，如有重組，則兩突變型處于不同位點(diǎn)，如測(cè)不出重組值，就確定為同一位點(diǎn)。 基因是一個(gè)作用單位（順反子），基因內(nèi)部可以產(chǎn)生不同的突變，形成不同的突變型，同一基因內(nèi)可以進(jìn)行重組。 基因內(nèi)出現(xiàn)重組的最小區(qū)間稱為重組子（recon） 第36頁/共43頁不同基

11、因間的突變型，順式、反式都互補(bǔ)同一基因內(nèi)不同位點(diǎn)的突變型，順式互補(bǔ)；反式不互補(bǔ) 順反子具有功能上的完整性和結(jié)構(gòu)上的可分割性 順式試驗(yàn)反式試驗(yàn)在同一順反子中在不同順反子中A B A B A B A B+ + + 突變位點(diǎn)第37頁/共43頁四、基因的現(xiàn)代概念基因：一個(gè)基因相當(dāng)于DNA分子上的一定區(qū)段，它攜帶有特定的遺傳信息，這類遺傳信息或者被翻譯成多肽鏈(指mRNA)、或者被轉(zhuǎn)錄為RNA 、或者對(duì)其他基因的活動(dòng)起調(diào)控作用 (啟動(dòng)基因，操縱基因等）。第38頁/共43頁 一個(gè)順反子等同于一個(gè)基因，可以分成很多突變子和重組子。 突變子（Muton） ：基因內(nèi)改變后可以產(chǎn)生突變型表型的最小單位。一個(gè)突變子

12、可以小到只是一個(gè)核糖核酸對(duì)。 重組子（recon） ：基因內(nèi)發(fā)生重組的最小區(qū)間。即基因內(nèi)不能由重組分開的基本單位。一個(gè)重組子可只包含一個(gè)核糖核酸對(duì)。第39頁/共43頁G C T T T GT T T T A C T A A C G A AA CA A A A T GA T TG C T T T T T T T T A C T A A C G A AA AA A A A T GA T TG C T T T G T A T T A C T A AC G A AA CA T A A T GA T T第40頁/共43頁座位（locus）與位點(diǎn)（site）的區(qū)別 座位（locus）：基因在染色體上所處的

13、位置。一個(gè)基因座位包括很多個(gè)核苷酸對(duì)。 位點(diǎn)（site）：在DNA（基因）的核苷酸序列中的一個(gè)核苷酸對(duì)，一個(gè)基因內(nèi)不同位點(diǎn)的改變可以形成（復(fù)）等位基因。 第41頁/共43頁順反子假說順反子假說（Theory of cistronTheory of cistron） CistronCistron 是基因的同義詞是基因的同義詞 在一個(gè)順反子內(nèi)，有若干個(gè)突變單位在一個(gè)順反子內(nèi)，有若干個(gè)突變單位 突變子突變子( (mutonmuton) ) 在一個(gè)順反子內(nèi)，有若干個(gè)交換單位在一個(gè)順反子內(nèi)，有若干個(gè)交換單位 交換子（交換子（reconrecon） 基因是一個(gè)具有特定功能的，完整的，不可分割的基因是一個(gè)具有特定功能的，完整的，不可分割的 最小的遺傳單位最小的遺傳單位 基因內(nèi)可以較低頻率發(fā)生基因內(nèi)的重組，交換基因內(nèi)可以較低頻率發(fā)生基因內(nèi)的重組，交換 pseudo allelespseudo alleles 是基因內(nèi)的突變體是基因內(nèi)的突變體 mut1 X