复旦大学生化噬菌体策略
λ噬菌体的裂解性和溶原性

生命科学学院λ噬菌体的裂解性和溶原性的基因调控机制姓名:学号:班级:专业:摘要λ噬菌体(phage)有两种生存策略,一种通过感染宿主细胞,产生大量的子代噬菌体,同时宿主细胞裂解死亡,这种方式称为裂解性感染。
另一种是噬菌体的基因组以一种原噬菌体的方式潜伏于细菌中,这种增值方式称为溶原态(lysogeny)。
λ噬菌体的裂解发育、溶原发育和溶原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。
关键词:λ噬菌体、裂解性、溶原性目录1.摘要22.λ噬菌体的结构组成 32.1壳体结构 32.2λ噬菌体的核心33.λ噬菌体的生活周期 63.1 λ噬菌体DNA复制 63.2λ噬菌体的转录调控73.3λ噬菌体的溶原性感染93.3.1λ噬菌体溶原化状态的建立93.3.2λ噬菌体基因组的整合113.3.3原噬菌体的割离123.3.4裂解性-溶原性选择决定154.参考文献161951年 Esther Lederberg 发现E.coli K12菌株经UV诱发或偶尔自发放出噬菌体。
E.coli K12中有潜伏的、无感染能力状态的噬菌体,称原噬菌体。
将这种噬菌体命名为λ。
λ侵染 E.coli后可进入裂解周期(lytic cycle)或溶原周期(lysogeny)。
2.λ噬菌体的结构组成2.1壳体结构λ噬菌体是有尾噬菌体,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,直径为60nm左右;尾部呈螺旋对称,无收缩性。
λ噬菌体头部蛋白主要有gpE(38kD)和gpD(12kD),他们以非二硫键进行共价连接。
2.2λ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。
应用噬菌体展示技术筛选细胞周期素B2启动子DNA的结合蛋白

111 实验材料 agen 公司) ; Taq 酶、琼脂糖、dN TP、T4 连接酶、RNA 酶、玻璃奶 DNA 回收试剂盒 (博大科技 公司) ; Kpn I、X ho I、EcoR I、B am H I 等限制性内切酶 (宝生物公司) 。人肝母细胞瘤细胞系 Hep G2 细胞、大 肠杆菌 DH5α和 p GEM2Teasy2cyclin B2 质粒为本实验 室保存 ;PCR 引物由上海生工公司合成。质粒 DNA 提 取试剂盒、中间载体 p GEM2Teasy 及报告质粒 pCAT32 Basic 均购自 Promega 公司 ; CAT2EL ISA 检测试剂盒
内振摇 ,37 ℃过夜。在 3ml LB/ Amp 内加入 30μl 振摇 细菌 ,将细菌浓度摇至 OD600值 015 ,加入 30μl IP到观察到细菌裂解 ,将裂解液 4 ℃保存。 11213 生物筛选 链亲和素 10μl (1g/ L) + 包被液 100μl 包被微孔板 ,4 ℃过夜 ;1 ×TBS 洗涤 2 次 (1ml/ 次) ,加入 80μl PS1 TP1 启动子 DNA 回收片段 + TBS 30μl ,4 ℃过夜 ; 1 ×TBST (012 % Tween220)1 × TBST(012 % Tween220) 洗板 5 次(1ml/ 次) ,加入 100μl T7 洗脱缓冲液 ,室温孵育 20min ,取 10μl 洗脱噬菌体加 入 3ml BL T5615 细菌培养液(OD600 = 015) ,37 ℃振摇培 养 ,直到观察到细菌裂解。收集裂解液 4 ℃保存备下一 轮筛选用。每轮筛选后 ,均做噬斑分析。按上述步骤 再筛选 3 遍。 11214 噬斑的 PCR 扩增 取第 4 轮筛选后的阳性噬 斑进行噬菌体裂解 ,将噬斑裂解液 PCR 扩增 ,上游引 物 : 5′2GGA GCTGTCGTATTCCA GTC 23′; 下 游 引 物 : 5′2AACCCCTCAA GACCCGTTTA23′。扩增条件 :94 ℃ 变性 60s ,50 ℃退火 55s ,72 ℃延伸 60s ,循环 35 次后 , 72 ℃保温 10min。10g/ L 琼脂糖凝胶电泳鉴定扩增结 果 ,玻璃奶法回收 DNA 片段。 11215 序列比对和同源性分析 将纯化的噬斑 PCR 产物与 p GEM2Teasy 载体混合 ,在 16 ℃条件下用 T4 DNA 连接酶连接过夜 ,随后转化用氯化钙法制备的大 肠杆菌 DH5α感受态细胞 ,在铺有 IPTG/ X2gal 的氨苄 西林平板上进行蓝白斑菌落筛选 ,挑取白色菌落用 T7、SP6 引物鉴定 ,序列测定由上海博亚生物公司完 成。同源性搜索由 BLASTn 软件完成(网址为 http :/ / www1 ncbi1 nlm1 nih1 gov/ blastn) 。
从噬菌体展示随机肽库中淘选多肽药物

从噬菌体展示随机肽库中淘选多肽药物Selection of Peptide drugs from Phage-displayedRandom Peptide Library生命科学学院99级沈抒殚摘要以凝血酶为靶分子,利用噬菌体展示和亲和淘选技术,从随机十五肽库中筛选到结合凝血酶的3个特异结合肽克隆,并对其中结合活性最强的短肽进行了序列测定。
ELISA鉴定结果表明,3个克隆对于凝血酶都有一定的结合能力,且都与凝血酶的天然抑制剂水蛭素产生竞争。
关键词:噬菌体展示,随机肽库,淘选,凝血酶AbstractThrombin as target molecule, and with the new bio-technique of phage display and biopanning, 3 special binding peptide clones were selected out from a phage-displayed random 15-peptide library. The sequence of the clone, which had the highest affinity with thrombin, has been determined. Data of ELISA showed that all the three clones could be combined to thrombin to some extent. And all of them could compete with hirudin, which is the natural inhibitor of thrombin.Key words: phage display, random peptide library, biopanning, thrombin一、前言噬菌体展示随机多肽库噬菌体展示随机多肽库技术是以噬菌体展示技术(phage display)为基础的。
λ噬菌体的裂解性和溶原性的基因调控机制

λ噬菌体的裂解性和溶原性的基因调控机制摘要:λ噬菌体(phage)有两种生存策略,一种通过感染宿主细胞,产生大量的子代噬菌体,同时宿主细胞裂解死亡,这种方式称为裂解性感染。
另一种是噬菌体的基因组以一种原噬菌体的方式潜伏于细菌中,这种增值方式称为溶原态(lysogeny)。
λ噬菌体的裂解发育、溶原发育和溶原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。
关键词:λ噬菌体、裂解性、溶原性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。
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。
其生活史如图8-15所示,可分为裂解周期和溶原周期。
细菌处于溶原化状态时,细胞质中有一些λ CⅠ基因的产物CⅠ蛋白,这是一种阻遏蛋白,可以阻止λ左、右两个早期起动子的转录,使之不能产生一些复制及细胞裂解的蛋白。
λ的DNA随着宿主的染色体复制而复制。
但在UV诱导下Rec蛋白可降解CⅠ蛋白(见第17章),诱导90%的细胞裂解。
有时λ也可自发地(10-5)从宿主的染色体上游离出来,进行复制,最终导致宿主细胞的裂解,此称为治愈(curing)。
游离在细胞质中的λ可以进行滚环复制,产生多个拷贝,并合成头部和尾部蛋白,包装成完整的λ噬菌体,使细胞裂解,释放出λ噬菌体再感染新的细胞。
(图8-19)。
因为λ噬菌体的DNA也有整合在染色体上和游离于细胞质中两种状态,所以也称做附加体。
但和F因子不同,λ噬菌体有细胞外形式,而F因子无细胞外形式。
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。
诺贝尔化学奖酶定向进化与噬菌体展示技术

诺贝尔化学奖酶定向进化与噬菌体展示技术一、本文概述本文旨在深入探讨诺贝尔化学奖中提及的酶定向进化与噬菌体展示技术,阐述这两项技术在化学领域的重大贡献及其在现代科学研究中的应用。
酶定向进化是一种通过模拟自然选择过程,对酶分子进行人工改造和优化的技术,旨在提高酶的催化活性、稳定性或选择性。
噬菌体展示技术则是一种利用噬菌体作为载体,将外源蛋白或多肽片段展示在噬菌体表面的生物技术,它在蛋白质相互作用研究、药物筛选和疫苗设计等领域具有广泛应用。
本文将详细介绍这两种技术的原理、发展历程、应用领域以及未来发展趋势,以期为读者提供一个全面而深入的了解。
二、酶定向进化的基本原理与应用酶定向进化是一种强大的生物技术,其基本原理和应用在化学和生物科学领域引起了广泛关注。
这一技术基于达尔文进化论的原理,模拟自然界中生物进化的过程,通过人工选择和优化,实现酶的功能和性能的提升。
酶定向进化的基本原理在于利用突变和重组的方法,产生酶分子的遗传多样性,再通过特定的筛选技术,从中挑选出具有优越性能的突变体。
这一过程模拟了自然选择的过程,但与自然进化相比,其速度和效率大大提高。
突变可以通过随机突变、基因重组或定点突变等方式实现,而筛选则依赖于特定的高通量筛选技术,如荧光激活细胞分选(FACS)、高通量测序等。
酶定向进化在多个领域有着广泛的应用。
在工业生产中,通过酶定向进化,可以开发出更高效、更稳定的工业酶,提高生产效率并降低环境污染。
在医药领域,酶定向进化被用于优化药物代谢酶,以提高药物的疗效和减少副作用。
在环境保护、能源开发等领域,酶定向进化也发挥着重要作用。
值得一提的是,酶定向进化与噬菌体展示技术的结合,为酶的定向进化提供了新的手段。
噬菌体展示技术允许将酶的基因与噬菌体表面蛋白融合表达,从而可以通过与特定底物的亲和性筛选,直接挑选出具有特定功能的酶分子。
这种方法的出现,极大地加速了酶定向进化的速度和效率。
酶定向进化作为一种强大的生物技术,其基本原理和应用在多个领域都展现出了巨大的潜力和价值。
复旦大学生化试题

2005年复旦大学生命科学学院研究生招生试题科目:生物化学一.是非题(25分)1、 Edman降解法测定氨基酸序列时,产物可以用薄层层析检测。
2、人体内也存在D型氨基酸。
3、正常真核细胞中得到的DNA样品一定满足A=T,G=C。
4、人们普遍认为进化上RNA比DNA更早成为遗传物质5、有动物的基因组DNA长度是人的基因组DNA的10倍。
6、 D型氨基酸可以稳定形成左旋α-螺旋。
7、多数维生素是辅酶8、牛磺酸也是氨基酸9、米氏常数随酶浓度增加而变大10、tRNA特别稳定的基础是存在大量的修饰型碱基。
11、核酸没有变性的说法12、出现在转角中的氨基酸基本不会出现在α-螺旋和β-折叠中。
13、最早提出蛋白质变性理论的是美国科学家Anfinsen。
14、RNA样品遇碱降解。
15、蛋白质的形状基本决定了其功能。
16、Glc和Gal是不同的单糖,但α-Glc和β-Glc是相同的单糖。
17、生物膜上的糖都以共价形式与脂质或蛋白质相连接。
18、激素与受体通过高亲和力和共价结合发挥作用。
19、胰岛素以A、B两条链合成后在正确架连二硫键成为活性激素。
20、糖原磷酸化酶在生物体内参与糖原生物合成。
21、人体内半乳糖不能像葡萄糖一样被直接酵解。
22、胆固醇生物合成的关键酶是HMGCoA合成酶。
23、HDL中含量最多的物质是胆固醇。
24、Glu是联合脱氨基中重要代谢中产物,食物中缺乏会引起脱氨基障碍。
25、人体细胞的核苷酸少量来自食物消化吸收,绝大多数来自自身合成。
二、名词解释(用中文回答)(24分)1、Primary amino acids2、Allosteric regulation3、Tyrosine Phosphorylation4、Okayama fragment5、Hydrophobic interaction6、Western blotting7、plasmid8、Glucose-alanine cycle9、Hypercholesterolemia10、Light reaction11、Futile cycle12、Uncoupling agent三、填充题(共51分,每空0.5分)1、限制性(内切酶)是由微生物合成的,但它不会将宿主菌的DNA切断,这是因为______。
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。
复旦大学上海医学院生物化学2(分子生物学)名词解释
(一)核酸的结构与功能1.核苷(nucleoside)由戊糖和碱基通过β-N-糖苷键连接形成的化合物。
2.核苷酸(nucleotide)是核酸的基本组成单位,由碱基、戊糖和磷酸连接而成。
分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类。
3.稀有碱基(rare base)是指核酸分子中除常见的A、G、C、U、T碱基外,还含有的其它微量碱基。
大多数是甲基化修饰碱基。
tRNA中稀有碱基的含量较多,如DHU、ψ。
4.多聚核苷酸(polynucleotide)多个核苷酸通过3, 5-磷酸二酯键连接而成的链状聚合物。
5.DNA的一级结构(primary structure of DNA)是指在多聚核苷酸链中,5’→3’方向的脱氧核苷酸的排列顺序。
由于核苷酸之间的差异主要是碱基的不同,所以DNA的一级结构也称为碱基序列。
6.DNA双螺旋结构(double spiral structure of DNA)是由沃森和克里克于1953年提出的DNA二级结构模型。
要点有:由2条反向平行的多聚核苷酸链共同围绕中心轴盘旋而成双螺旋结构;由脱氧核糖和磷酸基团构成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧,而疏水的碱基位于内侧;碱基之间的氢键和碱基堆积力共同维系双螺旋结构的稳定性。
7.碱基互补配对(complementary base pairing)核酸分子中,碱基之间有固定的配对方式,即A始终与T配对,形成2个氢键;G始终与C配对,形成3个氢键。
8.碱基堆积力(base stacking interaction)相邻的两个碱基对平面在旋进过程中发生相互重叠,由此产生了疏水性的碱基堆积力。
这种碱基堆积力和互补碱基对的氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定,并且碱基堆积力在双螺旋结构的稳定中起着更为重要的作用。
9.Hoogsteen氢键/配对(Hoogsteen hydrogen bond/pairing)在酸性溶液中,胞嘧啶的N-3由于质子化,故可以和鸟嘌呤的N-7原子形成附加氢键;同时胞嘧啶的N-4的氢原子也可以和鸟嘌呤的O-6形成氢键。
噬菌体防治生物策略_概述说明以及解释
噬菌体防治生物策略概述说明以及解释1. 引言1.1 概述随着人们对化学农药使用的担忧增加,生物防治策略作为一种环保、可持续的替代方案逐渐受到关注。
在生物防治策略中,噬菌体防治作为一种重要的生物控制手段已经展现出了巨大的潜力。
噬菌体是一种特殊的病毒,能够以寄生或溶解宿主细菌,并在其内部复制增殖。
由于噬菌体对细菌有高度的特异性,因此它们具备高效且精确地杀灭目标菌株的能力,使其成为一种理想的生物杀虫剂。
本文旨在介绍并说明噬菌体防治生物策略在农业领域中应用的背景和优势,并对噬菌体对各类生物害虫进行控制的机制进行概述。
同时,我们将通过实际案例分析和效果评估来评估该策略的实际应用和效果。
最后,我们将总结现有噬菌体防治生物策略,并展望未来可能的改进和发展方向,提出对未来研究的建议和期待。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
引言部分(第一部分)主要介绍了文章的背景和目的,以及噬菌体防治生物策略在农业领域中的重要性。
第二部分将详细介绍噬菌体防治生物策略的概念、定义和特点,并探讨其在生物防治中的应用背景。
第三部分将涵盖噬菌体对不同生物害虫进行控制的机制,包括基于丝状噬菌体、单链DNA噬菌体以及其他类型噬菌体的控制机制。
第四部分将通过实际案例介绍农业领域中噬菌体防治策略的应用,并讨论害虫种类与相应噬菌体选择之间的关系。
同时,我们还将介绍效果评估方法及相关指标,以评价该策略在实际应用中的效果。
最后一部分为结论与展望,总结现有研究成果并提出未来可能的改进方向和研究期望。
1.3 目的本文旨在全面介绍噬菌体防治生物策略,重点聚焦于噬菌体对生物害虫的控制机制、实际应用案例以及效果评估。
通过撰写本文,我们希望能够提高读者对噬菌体防治生物策略的认识和了解,并为农业领域的害虫防控方法提供一种新的选择。
同时,我们也希望通过总结和展望现有研究成果,激发更多研究者对噬菌体防治策略的兴趣,并促进相关研究工作在未来得到更大的突破与发展。
2. 噬菌体防治生物策略的介绍2.1 噬菌体的定义和特点噬菌体是一种可以感染并破坏细菌的病毒。
复旦大学1999-2006年硕士研究生入学考试微生物学试题
复旦大学1999-2006年硕士研究生入学考试微生物学试题复旦大学1999年硕士研究生入学微生物学试题一、名词解释(30分)1. Koch's postulates2. negative stains3. RC(respiratory chain)4. stationary phase5. semi-synthetic antibiotics6. extremophiles(extremc-microorganisms)7. heterolactic fermentation8. biomass9. McAb(monoclonal antibody)10.BCDs二、什么是缺壁细菌?试简述4类缺壁细菌的形成、特点及实践意义。
(10分)三、发酵工业为何常遭噬菌体的危害?如何检验、预防和治理它?(10分)四、什么是EMB培养基?试述其主要成分、作用原理及实用价值。
(10分)五、试列表比较低频转导(LFT)和高频转导(HFT)的异同。
(10分)六、试图示并简介IgG的构造(10分)七、当今在国内市场上大量流行的“微生态口服液”主要含哪两类菌(写出其拉丁属名)?试从微生物学家的角度设计一项辩别其质量高低和真伪的实验方案。
(10分)八、试写出以下5种微生物的拉丁学名(不可简写)。
(10分)1. 苏云金芽孢杆菌2. 酿酒酵母3. 产朊假丝酵母4. 脆弱拟杆菌5. 运动发酵单胞菌复旦大学2000年硕士研究生入学微生物学试题一、名词解释(15分)1. 化能自养菌2.富集培养3. 生物氧化4. 厌氧罐5.鲎试剂法二、试写出下列几个重要的数据(15分)(1)典型的细菌的大小、重量(2)霉菌、酵母菌、放线菌、细菌、病毒个体直径间的大致比例。
(3)每克较肥沃的土壤中原生动物、藻类、霉菌、酵母菌、放线菌和细菌的大体细胞数。
(4)当今已知的微生物总数是多少?哪一大类最多、哪一大类最少?(5)大肠杆菌和酿酒酵母的代时各是多少?三、试述革兰氏染色的主要步骤及其染色原理?(10分)四、四大类微生物的菌落各有什么特点?原因是什么?掌握这些知识有何实用意义?(10分)五、何谓烈性噬菌体(举两种代表)?试作图并阐明它的裂解性生活史。
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裂解发育的基因表达
早期基因(early gene):最初阶段必须依赖 宿主转录机构表达的基因(λ噬箘体中为早早 期immediate early gene)
中期基因(middle gene)获得早期基因编码 的调控蛋白后表达的基因(或称迟早期 delayed early gene)
晚期基因(late gene)中期基因编码的调控 因子控制的基因
裂解表达的级联控制
噬箘体基因位置组成(遗传图谱)反映了裂解进程的次 序,它的操纵子是一个极其有序的结构,编码相关功能 蛋白质的基因成簇排列使得调控最为经济,使得裂解的 进程能由少数的调控开关控制
裂解周期受到正调控,噬菌体的基因只有接受到恰当的 信号才被表达。在这个级联反应中,上个步骤合成的蛋 白质将是下一个步骤要表达的基因所必须的
一个典型的裂解周期中,噬菌体 DNA (或RNA) 注入宿主细胞,其基因以一定的顺序转录,并且复 制出噬菌体的遗传物质,合成噬菌体颗粒需要的蛋 白质成分。最后宿主细菌裂解而释放出组装好的子 代噬菌体
噬菌体颗粒(particle) 感染(infection)
附着(attach) DNA被注射进细菌 早期发育(early development) 产生DNA合成酶类 DNA复制开始 晚期发育(late development) 产生基因组、头、尾 DNA包装进头,尾附着 裂解(lysis) 细胞破裂释放出子代噬菌体
cos),进入细胞后变为环状DNA λ DNA环化后,晚期基因在转录时是完整
的 λ噬箘体基因组编码约35个蛋白质
λ噬菌体的操纵子
早早期基因:PR、PL 迟早期基因:PR、PL 裂解晚期基因:PR、PL、PR’ 溶源晚期基因:PRE、PaQ、PI
溶源维持基因: PRM
3.1 λ噬菌体的裂解途径
第四章 噬菌体策略
Phage strategies
一些概念
噬菌体( bacteriophage ):感染细菌的病毒(virus) 噬菌斑(plaque):噬菌体裂解宿主细胞的斑 裂解感染(lytic infection):细菌被噬菌体感染后致使
细菌死亡并释放出子代噬菌体
溶源(lysogeny):噬菌体以原噬菌体形式成为细菌基 因组中稳定的组分而继续存活
抗终止作用:早期基因与下一期基因相邻,由终止位 点隔开。如果终止作用被阻止,RNA聚合酶便通读至 另一边基因,这样早期基因与晚期基因一起表达
2 溶源(lysogeny)
另一些噬菌体有两种存在方式:裂解和溶源 溶源的结果是原噬箘体整合到细菌基因组上,
并与细菌基因一起遗传 由于含有一个原噬箘体,溶源菌会对同样类型
在每个表达的阶段,一个或多个活跃的基因就是下个阶 段所需的调节因子,这些调节因子可以是一种新的RNA 聚合酶、改变宿主RNA聚合酶特异性的sigma因子、或 是能使之通读的抗终止因子
级联控制的2种途径
转录起始:识别新的噬菌体启动子,用一种σ 因子取 代宿主酶的σ 因子(spo1)或合成新的RNA聚合酶。 新σ 因子或RNA聚合酶生成后,早期基因表达可被终 止
噬菌体以何种方式繁殖是由转录调节来控制的
噬菌斑(plaque)
最初一个噬菌体感染一个 细胞,裂解释放的子代噬 菌体又感染旁边的细胞, 感染的连锁反应呈放射状 分布,逐渐形成一个噬菌 斑
烈性噬菌体形成清晰的噬 菌斑
温和的噬菌体形成浑浊的 噬菌斑
3 λ噬箘体的表达调控
λ(lambda)噬箘体基因组:48502bp 线性双链DNA 两端有12碱基的粘性末端(cohesive
的噬箘体产生免疫,一个细菌基因组只包含一 个拷贝的同一类型的原噬箘体 有两种策略的噬菌体可以进行溶源和裂解生活 周期的交替
溶原和裂解的相互转化
由裂解周期产生的一个噬菌体进入一个新的宿主 细胞后,或者会重复裂解周期,或者进入溶源状 态,这取决于感染的状态及噬菌体和细菌的基因 型
在诱导(induction)的过程中,原噬菌体被切 除下来,从而脱离溶源生存方式约束获得自由, 产生一个自由的噬育
从噬菌体DNA进入到复制开始。主要合成与DNA复制相关的酶 (DNA合成、重组和修饰的酶),导致基因组不断的复制和重组
晚期发育
从复制开始到细胞裂解释放出子代噬菌体。噬菌体颗粒的蛋白质 成分被合成(结构蛋白和装配蛋白)
噬菌体通常拥有保证使噬菌体DNA优先复制的功能基因 (复制起始或新的DNA聚合酶); 噬菌体的mRNA被优先转录(改变RNA聚合酶的起始和 终止能力或更换RNA聚合酶) 噬菌体通常利用宿主的合成机器合成自己的蛋白质
原噬菌体(prophage):噬菌体的基因组通过整合 (integrate)成为细菌线性染色体的一部分
免疫(immunity):原噬菌体可以阻止同类其他的噬菌 体感染同一个细胞
诱导(induction):原噬菌体通过诱导解除溶源化的限 制
1 裂解周期(lytic cycle )
有些噬菌体只有一种生存方式(strategy),在感 染了一个易感宿主之后,破坏了宿主的功能而同时 产生大量子代噬菌体颗粒,宿主细菌则裂解死亡
抑制阻遏物的合成(对裂解进行是必需的) 关闭早早期基因的表达(在裂解周期晚期已不需要) (cro在后面还要详细介绍)
从启动子PL向左转录到tL1,可以表达 N蛋白
pN是一个抗终止子,它作用在nut位点将允许转
录过程进入迟早期基因 从启动子 PR’向右转录到 tR’ ,无任何编码序列
λ噬箘体DNA进入一个新的宿主细胞后,裂 解与溶源以相同的途径启动
第一阶段是利用宿主的RNA聚合酶进行早早 期(immediate early)基因的转录
λ噬菌体只有两个早早期基因,各自独立地 由宿主RNA聚合酶表达
λ噬菌体的裂解级联反应建立在抗终止作用 基础上
早早期基因的表达
从启动子PR向右转录到tR1,可以表达 cro蛋白 cro蛋白有双重功能: