6(2011)第七讲.噬菌体载体9.9(周五)
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λ噬菌体载体是一种广泛应用于分子生物学和基因工程领域的载体,用于将外源DNA序列引入细菌细胞中。
噬菌体是一种寄生性病毒,可以感染细菌并在其内部复制。
而λ噬菌体是其中最为常见和常用的一种。
λ噬菌体载体通常由数万个碱基对的环状DNA组成,其中包含了多个重要的功能区域。
其中,最重要的功能区域是Origins of Replication(ORI),即复制起始点,负责引导DNA的复制。
此外,载体还包含了选择性标记基因,如抗生素抗性基因,以便在细菌培养基中筛选带有该载体的细菌。
λ噬菌体载体还含有多个限制内切酶切位点,这些切位点可以用于将外源DNA序列插入到载体的特定位置上。
通过将外源DNA与载体进行限制性内切酶切割,然后使用DNA连接酶进行连接,可以将外源DNA序列插入到载体的DNA链上。
这一过程称为重组。
一旦重组完成,λ噬菌体载体可以通过转化的方式引入到宿主细菌中。
转化是指将外源DNA 导入到细菌细胞中的过程。
一旦载体进入到细菌细胞中,它会在细菌细胞内部复制,并产生大量的噬菌体颗粒。
这些噬菌体颗粒可以感染其他细菌细胞,并将携带的外源DNA序列传递给它们。
λ噬菌体载体在分子生物学和基因工程研究中具有广泛的应用。
它可以用于构建基因文库,即将外源DNA序列插入到载体上,并通过转化的方式导入到细菌细胞中。
这样,研究人员就可以通过筛选和分析细菌细胞中的载体来获得感兴趣的外源DNA序列。
此外,λ噬菌体载体还可以用于基因表达,即将外源DNA序列插入到载体的表达位点上,以便在细菌细胞中大量产生特定的蛋白质。
总之,λ噬菌体载体是一种在分子生物学和基因工程领域中被广泛使用的载体。
它具有多个重要的功能区域,可以用于将外源DNA序列引入到细菌细胞中,并在其中进行复制和表达。
通过利用λ噬菌体载体,研究人员可以进行基因库构建、基因表达和其他相关研究,为生物技术的发展提供了重要的工具和平台。
第七节噬菌体phage非细胞生物真病毒euvirus:至少含有核酸和蛋白质两种组分亚病毒subvirus类病毒viroid:只含具单独侵染性的RNA组分拟病毒virusoid:只含不具单独侵染性的RNA组分朊病毒prion:只含蛋白质一种组分真病毒的定义一类超显微的非细胞生物,每种病毒只含有一种核酸;它们只能在活细胞内营专性寄生,靠寄主代谢系统的协助来复制核酸、合成蛋白质等组分,然后进行装配而得以增殖;在离体条件下,它们能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性。
病毒的分类依据宿主范围——植物病毒、动物病毒、微生物病毒噬菌体是感染细菌和放线菌的病毒。
病毒的化学组成与构造化学组成——核酸( DNA 或 RNA)、蛋白质构造基本构造——核衣壳:核酸、衣壳非基本构造——包膜、刺突第六节噬菌体 Bacteriophage, phage噬菌体是一类感染细菌或放线菌的病毒。
一、噬菌体的特点1、无细胞结构,仅含一种核酸;2、不能进行独立的代谢作用;3、严格的活细胞寄生;4、个体极小,能通过细菌滤器二、噬菌体的形态与构造1、形态噬菌体的基本形态有蝌蚪形、微球形和丝状三种。
噬菌体的类型2、构造E. coli T4构造:头部(正二十面体);颈环;尾鞘、尾髓;基片、刺突、尾丝3、大小T4:头部 65 ×95nm,尾部20 ×95nm f2:f20~25nm4、化学组成:蛋白质;核酸:dsDNA, dsRNA, ssDNA, ssRNA三、噬菌体的生长和繁殖1、吸附 adsorption噬菌体的吸附器官与受体细胞的特殊位点的接触与结合吸附的专一性:寄主专一性;位点专一性:T3、T4、T7----脂多糖;T2、T6----脂蛋白;雄性专一噬菌体----性纤毛。
过程:尾丝散开,刺突固着于特异性位点T4吸附对于T类噬菌体的吸附器官是尾丝和刺突,尾丝首先触及寄主细胞表面,然后刺突固定。
2、侵入penetration ——噬菌体核酸物质进入受体细胞•T4:尾部的酶水解细菌细胞壁肽聚糖层产生一小孔,尾鞘收缩,尾髓伸入细胞中,头部的核酸被压进细菌细胞,蛋白质外壳留在细胞外。
种类因为噬菌体主要由蛋白质外壳和核酸组成,所以,可以根据蛋白质外壳或核酸的结构特点对噬菌体进行分类。
根据蛋白质结构分类:无尾部结构的二十面体:这种噬菌体为一个二十面体,外表由规律排列的蛋白亚单位——衣壳组成,核酸则被包裹在内部。
有尾部结构的二十面体:这种噬菌体除了一个二十面体的头部外,还有由一个中空的针状结构及外鞘组成的尾部,以及尾丝和尾针组成的基部。
线状体:这种噬菌体呈线状,没有明显的头部结构,而是由壳粒组成的盘旋状结构。
无尾部结构的二十面体有尾部结构的二十面体线状体迄今已知的噬菌体大多数是有尾部结构的二十面体,这是因为正多面体是多面体里最简单的结构,搭建起来最容易,所以病毒喜欢采用正多面体的结构。
而正多面体一共又只有五种,分别是正4, 6, 8, 12, 20面体,其中正20面体是最接近球形的,也就是在体积相同的情况下,需要更少的材料,更为节省。
根据核酸特点分类:ss RNA:噬菌体中所含的核酸是单链RNA。
ds RNA:噬菌体中所含的核酸是双链RNA。
ss DNA:噬菌体中所含的核酸是单链DNA。
ds DNA:噬菌体中所含的核酸是双链DNA形态在电子显微镜下观察噬菌体有三种基本形态:蝌蚪形、微球形和丝状,从结构来看又可分为六种不同的类型,见图 3.5 。
图 3.5 噬菌体的基本形态和大小图中所列的 T- 系噬菌体是目前研究得最广泛而又较深入的细菌噬菌体,并对它们进行了从T 1 -T 7 的编号,这类噬菌体呈蝌蚪形。
大肠杆菌 T 4 噬菌体为典型的蝌蚪形噬菌体,由头部和尾部组成。
头部为由蛋白质壳体组成的廿面体,内含 DNA 。
尾部则由不同于头部的蛋白质组成,其外包围有可收缩的尾鞘,中间为一空髓,即尾髓。
有的噬菌体的尾部还有颈环、尾丝、基板和尾刺 ( 图 3.6) 。
图 3.6 大肠杆菌 ( E.coli ) 噬菌体结构 ( 引自 Prescott et al., 2002) 和电镜照片图 3.7 噬菌体 T 4 吸附在大肠杆菌细胞 ( Madigan et al., 1997) A. 未吸附 B.C. 尾部附着 D. 尾鞘收缩,注入 DNA。
第七讲噬菌体载体与柯斯载体吴乃虎中国科学院遗传与发育生物学研究所2005年8月目录一、噬菌体的一般问题1.何谓噬菌体2.噬菌体效价测定与双层平板法3.噬菌体的生命周期4.噬菌体的溶源生命周期5.超感染免疫6.溶源性的诱发7.Campbell模型二、λ噬菌体载体1.λ噬菌体的生物学概述2.λ噬菌体载体的构建(1)λ噬菌体载体构建的基本原理(2)插入型载体(3)替换型载体3.λ噬菌体载体的改良(1)Spi-正选择的λ噬菌体载体(2)具有内删除特性的λ噬菌体载体4.λ重组体DNA分子的体外包装(1)λ重组体DNA的转染作用(2)λ噬菌体的体外包装5.λ噬菌体DNA的包装限制问题(1)包装限制的概念(2)包装限制与λ噬菌体的克隆能力(3)包装限制的生物学意义6.λ重组体分子的选择方法(1)cI基因功能选择法(2)lacZ基因功能选择法(3)Spi-选择法三、柯斯质粒载体1.柯斯质粒的定义及其构建(1) 噬菌体的克隆能力(2)柯斯质粒载体定义(3)柯斯质粒pHC79的构建(4)柯斯质粒克隆能力及其组成2.柯斯质粒载体的特点3.柯斯质粒载体的改良4.柯斯克隆(1)定义(2)理论依据(3)柯斯质粒包装条件(4)柯斯克隆程序(5)柯斯克隆的优点5.柯斯克隆的改良(1)柯斯克隆的局限性及其克服办法(2)Ish-Horowicz-Burke克隆方案(3)Bates-Swift克隆方案噬菌体载体与柯斯质粒载体一、噬菌体的一般问题1.何谓噬菌体?(1)定义噬菌体英文名为Bacteriophage,简称phage,来源于希腊文“phages”,系指吞食之意,乃是一类细菌病毒的总称需要指出的是,“phage”这个英文单词既是单数又是复数形式。
作单数使用时是指一个噬菌体,如试管中含1个T4 phage;而用作复数使用时,则是指同一种噬菌体的众多颗粒,如试管中含有上百个的T4 phage。
“phages”是噬菌体的复数词,是指多种不同的噬菌体。
噬菌体知识点总结一、噬菌体的结构噬菌体的结构包括头部、尾部和纤毛等部分。
头部包含病毒的遗传物质(DNA或RNA),尾部和纤毛负责连接并注射病毒的遗传物质到细菌内。
噬菌体具有一定的遗传物质,有些噬菌体还带有一些蛋白质酶和结构蛋白,其结构紧凑而高效,能有效感染细菌。
二、噬菌体的生命周期噬菌体的生命周期包括寄主细胞感染、复制、组装和释放等多个阶段。
当噬菌体感染到细胞表面后,病毒会通过尾部和纤毛注射遗传物质到细胞内,遗传物质随后开始复制并制造新的病毒颗粒。
最终,新的病毒颗粒会组装成完整的噬菌体,并释放到环境中去感染其他细菌。
三、噬菌体在医学领域的应用噬菌体可以作为一种天然的抗菌剂,用于治疗多种细菌感染疾病,如肺炎、脑膜炎、败血症等。
由于细菌对抗生素产生抗药性的问题日益严重,噬菌体治疗被认为是一种非常有前景的替代方法。
目前已有一些临床试验表明,噬菌体治疗在治疗细菌感染方面具有显著效果,且对人体没有明显的毒副作用。
四、噬菌体在农业领域的应用在农业生产中,细菌性疾病是造成农作物减产和质量下降的重要原因。
而噬菌体可以作为一种天然的抗菌剂,用于预防和治疗作物上的细菌性疾病。
例如,噬菌体可以用于防治番茄、土豆、玉米等作物上的细菌性病害,取得了良好的防治效果。
五、噬菌体在食品工业领域的应用由于其对细菌的高效杀灭作用,噬菌体可以被用于食品加工和保存中。
例如,在食品加工中,可以使用噬菌体对肉类、奶制品等食品中的细菌进行控制,延长食品的保质期。
此外,噬菌体还可以被用于抑制食品中的致病菌,保障食品的安全性。
六、噬菌体的未来发展方向随着人们对抗生素耐药性的关注不断增加,噬菌体治疗作为一种替代疗法,具有广阔的应用前景。
在未来的研究中,可以通过基因工程技术对噬菌体进行改良,使其更加高效、安全和稳定,以满足不同领域应用的需求。
同时,研究人员还可以进一步深入了解噬菌体的生存机制和感染方式,以拓展其在医学、农业和食品工业等领域的应用范围。