噬菌体种类与形态
- 格式:doc
- 大小:67.00 KB
- 文档页数:3
噬菌体的分类、生物学性状及应用噬菌体是一类寄生于细菌的病毒,也被称为细菌噬菌体或细菌病毒。
它们是病毒领域中最为广泛研究的对象之一,不仅在科学研究中有重要地位,也具有广泛的应用价值。
噬菌体的分类、生物学性状以及应用有着丰富的内容。
噬菌体的分类:噬菌体根据其基因组的结构和复制策略可以分为两大类:尾端噬菌体和整合噬菌体。
1. 尾端噬菌体(T4类噬菌体):它们具有复杂的结构,并且有着特别高的复制速率。
这类噬菌体通常具有头部、尾部和尾纤维等结构,头部包裹着基因组,尾部主要参与寄主感染。
尾端噬菌体主要感染细菌,并在寄主内进行复制。
2. 整合噬菌体:整合噬菌体通过整合到细菌的基因组中而进行复制。
整合噬菌体在培养基中以类似于细菌的形态存在,并通过细胞分裂传递给下一代细菌。
这类噬菌体在寄主不利于感染时会转入潜伏状态,以免被细胞免疫系统发现。
噬菌体的生物学性状:1. 构造:噬菌体主要由头、尾和尾纤维等多个部分构成。
头部包含基因组,尾部用于寄主感染,尾纤维通过识别特异的寄主受体进行附着和感染。
2. 复制策略:噬菌体通过感染寄主细菌,将自己的基因组注入寄主细菌细胞内,并借助寄主细胞机制进行复制。
复制过程包括基因组复制、蛋白质合成和组装等步骤。
3. 感染特异性:噬菌体具有高度的感染特异性,只能感染特定种类的细菌。
这一特性使得噬菌体可以作为治疗感染性细菌病的有希望的替代品。
4. 寄主凋亡:噬菌体感染宿主细菌后,会通过寄主凋亡来释放复制产物。
这是一种机械性凋亡,将寄主细胞破裂,从而释放大量新生噬菌体。
噬菌体的应用:1. 抗菌剂:噬菌体可以作为抗菌剂用于治疗多种细菌感染,尤其是耐药菌感染。
相较于传统的抗生素,噬菌体具有极强的目标性,不会对人体的自身菌群产生伤害。
2. 食品安全:噬菌体可以用于食品安全领域,对抗致病菌的感染。
它们可以被添加到食品中,通过感染并降低细菌数量,从而保证食品的安全。
3. 生物工程:噬菌体被广泛应用于生物工程领域。
噬菌体简介?1915 Twort ;陶尔特-第赫兰尔现象:具有通过细菌过滤器,依赖于细菌进行生长和复制,又能杀死细菌的特性。
寄生在细菌上的病毒称为噬菌体或者叫细菌病毒,其所含核酸多数为DNA ,少数为RNA 。
1917 d Herella陶尔特-第赫兰尔现象:痢疾患者的分泌物 无细菌滤液分离自痢疾患者的痢疾杆菌混合培养 噬菌斑(Plaque )噬菌体展示技术(Phage display):将外源蛋白或多肽与噬菌体的衣壳蛋白融合,使外源蛋白被展示在噬菌体表面的技术。
1985年 Smith首次将外源多肽通过与丝状噬菌体的衣壳蛋白融合,建立了噬菌体展示技术。
应用:在蛋白质相互作用、药物筛选、疫苗研制、疾病诊断与治疗等领域得到了广泛的应用。
噬菌体展示技术(Phage display):原理:通过分子生物学技术,将外源蛋白的编码基因插入到一个噬菌体衣壳蛋白的编码基因中。
外源蛋白与衣壳蛋白以融合蛋白的形式展示在噬菌体表面。
由于展示的外源蛋白仍具有良好的生物学活性,因此可以利用外源蛋白与目标分子的特异性结合进行“生物淘选”。
同时,重组噬菌体可以再次侵染寄主进行增殖,使得目标蛋白被大量“扩增”。
噬菌体治疗(Phage therapy):利用噬菌体裂解细菌来治疗细菌性感染。
三、噬菌体的形态:蝌蚪状、球状、和丝状形 态 Fd ,M 13,f 1,Vb 线状,无头尾之分,单链DNA6 R 17,f 2,MS 2,Qβ 球形,无尾,具二十面体的头部,顶点壳粒小, 单链RNA 5 φX174,S 13球形,无尾,具二十面体的头部,顶点壳粒大 ,单链DNA 4 T 3,T 7,P 22 蝌蚪形,具二十面体的头部及不伸缩短尾, 双链DNA 3λ T 1,T 5 蝌蚪形,具二十面体的头部及不伸缩的长尾 ,双链DNA 2T 2,T 4,T 6 蝌蚪形,具二十面体的头部及伸缩性长尾, 双链DNA 1噬菌体举例 特征描述 类 型噬菌体的形态类型四、噬菌体的结构:。
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。
第四章噬菌体复习要点:噬菌体是侵袭细菌的病毒,具有病毒的共同特性,其个体微小,结构简单,只含有一种核酸(DNA或RNA),只能在活的细胞内以复制方式进行繁殖。
噬菌体种类繁多,分布极广。
凡有细菌的场所,就有可能存在相应的噬菌体。
多数噬菌体呈蝌蚪形,由头部和尾部组成。
头部中心为核酸,外为蛋白衣壳,尾部化学成分为蛋白质。
噬菌体通过吸附,穿入易感细菌,在细菌体内进行生物合成,最后成熟释放。
根据噬茵体感染细菌后产生的结果不同,可将噬菌体分为毒性噬菌体和温和噬菌体(溶原性噬菌体)。
毒性噬菌体在宿主菌体内复制增殖,最后裂解细菌,释放出大量子代噬菌体。
而温和噬菌体感染宿主菌后并不增殖,其基因整合于细菌染色体中。
结合在细菌染色体上的噬菌体基因称为前噬菌体,该细菌称为溶原性细菌。
发生整合的噬菌体基因可随细菌的分裂遗传给子代细菌。
在一定条件下,细菌的溶原状态可自发停止,噬菌体进入溶菌周期,在宿主菌体内复制增殖,最后细菌被裂解。
噬菌体有严格的宿主特异性,只寄居在易感宿主菌体内,故可用于细菌的鉴定和分型。
噬菌体结构简单,基因数目少,其宿主细胞(细菌)易于培养,是基因工程和分子生物学研究的重要工具。
一、单项选择题1.下列哪项不符合噬菌体的特性:A. 只含有一种核酸B. 有溶原性周期与溶菌性周期C. 严格宿主特异性D. 通过细菌滤器E. 抵抗力比细菌繁殖体弱2.噬菌体在分类上属于:A. 支原体B. 原虫C. 真菌D. 病毒E. 细菌3.下列细胞中,不受噬菌体侵袭的是:A. 淋巴细胞B. 真菌细胞C. 细菌细胞D. 螺旋体细胞E. 衣原体细胞4.由噬菌体介导的细菌基因转移方式是:A. 接合B. 转导C. 交联D. 转化E. 溶原性转换*5. 由噬菌体控制产生的细菌毒素是:A. 大肠杆菌肠毒素B. 霍乱弧菌肠毒素C. 产气荚膜梭菌α毒素D. 破伤风梭菌痉挛毒素E. 臼喉毒素6.溶原性细菌是:A. 带有毒性噬菌体的细菌B. 能产生细菌素的细菌C. 带有F因子的细菌D. 带有R因子的细菌E. 带有前噬菌体基因组的细菌*7.溶原菌不被毒性噬菌体裂解,其主要原因是毒性噬菌体不能:A. 吸附 B. 复制 C. 穿入D. 释放E. 装配8.白喉杆菌产生外毒素是因为其基因发生了:A. 转化B. 转导C. 接合D. 突变E. 溶原性转换*9. 前噬菌体是:A. 已整合到宿主菌染色体上的噬菌体基因组B. 进入宿主菌体内的噬菌体C. 尚未感染细菌的游离噬菌体D. 尚未完成装配的噬菌体E. 成熟的子代噬菌体10.以噬菌体为载体,将供菌遗传物质转移到受菌中的过程称为:A. 接合 B. 质粒转移 C. 转化D. 溶原性转换E. 转导11.下列哪项不是噬茵体的特性:A. 体微小B. 具备细胞结构C. 由衣壳和核酸组成D. 专性细胞内寄生E. 以复制方式增殖*12.下列哪种细菌毒素是由于细菌基因发生了溶原性转换产生的:A. 金黄色葡萄球菌表皮剥脱毒素B. 破伤风痉孪毒素C. 大肠杆菌肠毒素D. 霍乱弧菌肠毒素E. 链球菌红疹毒素13.有关噬菌体的描述,下列哪一项是错误的?A. 可用噬菌体进行细菌鉴定B. 可用噬菌体作载体进行分子生物学研究C. 细菌带有噬菌体后发生的性状改变,均称为溶原性转换D. 噬菌体溶解细菌后,可形成噬斑E. 噬菌体基因可与细菌DNA发生整合二、多项选择题1.毒性噬菌体的复制周期包括:A. 吸附B. 穿入C. 生物合成D. 成熟与释放E. 溶原性转换三、填空题1.当噬菌体基因整合到宿主菌染色体上时,该噬菌体称为,该细菌称为。
噬茵体的种类及用途高中噬茵体是一类病毒性颗粒,可以在宿主细胞中繁殖并感染其他邻近的细胞。
它们是具有独特形态的DNA病毒,在自然界中广泛存在。
噬茵体可以分为一些不同的类型,每种类型都有不同的应用和用途。
下面是对几个主要种类的描述及其用途:1. T4噬菌体T4噬菌体是一种经典的研究对象,它是一种非常重要的噬茵体,广泛应用于生物医学领域。
T4噬菌体具有较大的基因组和酶特性,它可以利用这些特性来进行分子生物学实验和基因编辑。
此外,T4噬菌体可以用于治疗多种疾病。
近年来,越来越多的研究表明,噬菌体治疗在医疗领域中具有很大的潜力。
T4噬菌体可以治疗许多耐药性细菌感染,如耐药性肺炎链球菌和金黄色葡萄球菌。
此外,研究表明T4噬菌体也可以用于治疗食品中的细菌感染。
2. λ噬菌体λ噬菌体是一种常见的噬茵体,可以感染大肠杆菌等细菌。
它通常用于分子生物学中的实验,比如DNA库的构建和插入式突变。
此外,λ噬菌体可以作为一种基因传递载体,在基因工程领域中被广泛使用。
λ噬菌体可以携带多种外源基因,并将这些基因转移到目标细胞中。
这种技术被广泛应用于基因治疗和基因工程之中。
3. P1噬菌体P1噬菌体是一种广泛存在于自然界中的噬茵体。
它是一种病毒性颗粒,在细菌中繁殖并感染其他细菌。
P1噬菌体可以用于分子生物学实验,比如荧光标记和融合蛋白质的研究。
此外,P1噬菌体也可以用于基因转移和基因编辑。
由于它可以穿透双壁菌,因此P1噬菌体可以用于转移外源基因到许多不同的细菌中。
这种技术被广泛应用于基因治疗和基因工程中。
4. T7噬菌体T7噬菌体是一种小型的噬茵体,在分子生物学领域中得到了广泛的应用。
T7噬菌体被用作一种高效、特异性和可控制的外源基因表达载体,它可以转录和翻译外源基因,使其产生大量的蛋白质。
此外,T7噬菌体还可以用于产生重组蛋白和抗体,用于药物筛选和研究等方面。
T7噬菌体的高效表达能力和特异性意味着它可以替代其他表达系统,成为研究和开发新药的有力工具。
噬菌体的名词解释
噬菌体是一种有细胞壁的自噬体,被称为外源性溶菌体(exogenous phagocytes),它的形状具有多种多样的形状,如球形、网状、螺旋形、线形等。
它具有多种不同的噬菌功能,可以有效地吞噬及灭活外的病原体。
结构
噬菌体由膜蛋白、细胞壁、核苷酸和核酸组成。
膜蛋白结构对其膜通透性起着重要作用,而核酸则可用以控制它的生物活性。
细胞壁的形态和多样性是噬菌体的基础,它的形状可以用来作为分类的依据。
功能
噬菌体的功能是一种“双重利用”,它既可以吞噬外的病原体,
也可以把这些有害物质(如抗原和毒素)抽取到体内,然后通过淋巴细胞来分解而去除。
因此,它对正常功能的维持起着关键作用。
分类
噬菌体可以分为运动性和静止性两大类。
运动性噬菌体是由螺旋型框架组成,具有一定重量,可以作为“探测”工具,有助于发现宿主的抗原。
静止性噬菌体则是由网状结构构成,更容易持久,因此具有更强的保护作用。
应用
噬菌体作为一种自然发生的自噬体,被广泛应用于防治和控制多种疾病。
它具有抗病毒,抗菌,抗癌症等功能。
最近,噬菌体又被开发用于免疫疗法,以抵抗病毒性感染的研究,正在成为一种新型的治
疗方法。
总结
噬菌体是一种有细胞壁的自噬体,也称为外源性溶菌体,它的形状具有多种多样的形状,它的可以有效地吞噬外的病原体,并具有抗病毒,抗菌,抗癌症等功能,最近用于免疫疗法,以抵抗病毒性感染的研究,进一步拓展了它的应用领域。
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。