《噬菌体phage#高级教学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《噬菌体phage#高级教学（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七节第七节噬菌体噬菌体 phage江南大学生物工程学院江南大学生物工程学院1优质材料病毒病毒 virus Any of various simple submicroscopic parasites of plants, animals, and bacteria that often cause disease and that consist essentially of a core of RNA or DNA surrounded by a protein coat. Unable to replicate without a host cell, viruses are typic
2、ally not considered living organisms.2优质材料病病毒毒的的大大小小3优质材料非细胞生物真病毒真病毒euvirus：至少含有核酸和蛋白质两种组分至少含有核酸和蛋白质两种组分亚病毒亚病毒subvirus类病毒类病毒viroid：只含具单独侵染性的只含具单独侵染性的RNA组分组分拟病毒拟病毒virusoid：只含不具单独侵染性的只含不具单独侵染性的RNA组分组分朊病毒朊病毒prion：只含蛋白质一种组分只含蛋白质一种组分4优质材料 真病毒的定义 一类超显微的非细胞生物，每种病毒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只含有一种核酸；它
3、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生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性。侵染活性。5优质材料病毒的分类依据宿主范围依据宿主范围 植物病毒植物病毒 动物病毒动物病毒 微生物病毒微生物病毒 噬菌体噬菌体 是感染细菌和放线菌的病毒。是感染细菌和放线菌的病毒。6优质材料痘病毒 棒状病毒 腮腺炎病毒噬菌体 疱疹病毒 乳头状瘤病毒 AIDS病毒7优质材料病毒的化学组
4、成与构造化学组成化学组成 核酸核酸( DNA 或或 RNA) 蛋白质蛋白质构造构造基本构造基本构造 核衣壳核衣壳 ：核酸、衣壳：核酸、衣壳非基本构造非基本构造 包膜、刺突包膜、刺突8优质材料典型形态的病毒1、螺旋对称 TMV病毒9优质材料典型形态的病毒2、二十面体对称 腺病毒10优质材料典型形态的病毒3、复合对称 T偶数系列噬菌体11优质材料HIV 病毒12优质材料第六节第六节 噬菌体噬菌体 Bacteriophage, phage噬菌体是一类感染细菌或放线菌的病毒。噬菌体是一类感染细菌或放线菌的病毒。一、噬菌体的特点一、噬菌体的特点1 1、无细胞结构，仅含一种核酸；、无细胞结构，仅含一种核酸
5、；2 2、不能进行独立的代谢作用；、不能进行独立的代谢作用；3 3、严格的活细胞寄生；、严格的活细胞寄生；4 4、个体极小，能通过细菌滤器、个体极小，能通过细菌滤器13优质材料二、噬菌体的形态与构造二、噬菌体的形态与构造 1、形态、形态 噬菌体的基本形态有蝌蚪形、微球形噬菌体的基本形态有蝌蚪形、微球形和丝状三种。和丝状三种。14优质材料 噬菌体的类型噬菌体的类型类型 形 状 结 构核酸噬菌体1蝌蚪形六角形头部，可收缩性尾部dsDNA T2,T4,T62蝌蚪形六角形头部，非收缩性长尾dsDNA T1, T5, l3蝌蚪形六角形头部，非收缩性短尾dsDNA T3,T74微球形六角形头部，12个顶角
6、各有一个较大的壳粒ssDNAFx174,S135微球形六角形头部，12个顶角各有一个较小的壳粒ssRNAf2, Qb,MS26丝 状丝状(线状)ssDNAfd, f1, M1315优质材料2、构造构造E. coliT4构造：构造：头部（正二十面体）头部（正二十面体）颈环颈环尾鞘、尾髓尾鞘、尾髓基片、刺突、尾丝基片、刺突、尾丝T4 Bacteriophage16优质材料3、大小、大小T4：头部头部 65 95nm， 尾部尾部20 95nmf2：f2025nm4、化学组成化学组成蛋白质蛋白质核酸核酸：dsDNA, dsRNA, ssDNA, ssRNAT4 Bacteriophage17优质材料三
7、、噬菌体的生长和繁殖三、噬菌体的生长和繁殖1、吸附、吸附 adsorption噬菌体的吸附器官与受体细胞的特殊位点噬菌体的吸附器官与受体细胞的特殊位点的接触与结合的接触与结合 吸附的专一性：吸附的专一性： 寄主专一性：寄主专一性： 位点专一性：位点专一性：T3、T4、T7-脂多糖；脂多糖；T2、T6-脂蛋白；雄性专一噬菌体脂蛋白；雄性专一噬菌体-性纤毛。性纤毛。过程：尾丝散开，刺突固着于特异性位点过程：尾丝散开，刺突固着于特异性位点18优质材料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。19优质材料2、侵入侵入penetration 噬菌体核酸物质进入
8、受体细胞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：尾部的酶水解细菌细胞壁肽聚糖层 产生一小孔产生一小孔,尾鞘收缩尾鞘收缩,尾髓伸入细胞中尾髓伸入细胞中,头头部的核酸被压进细菌细胞部的核酸被压进细菌细胞,蛋白质外壳留在蛋白质外壳留在细胞外。细胞外。M13, f1, fd：其：其DNA自性纤毛中空管侵入自性纤毛中空管侵入寄主寄主 细胞。细胞。20优质材料T4核酸的侵入过程21优质材料M1322优质材料3、增殖、增殖replication 噬菌体核酸物质及蛋白质在寄主细胞内的合成噬菌体核酸物质及蛋白质在寄主细胞内的合成早期及次早期的转录与转译作用早期及次早期的转录与转译作用细菌
9、细菌DNA被被DNase破坏破坏 噬菌体核酸的复制噬菌体核酸的复制 后期的转录与转译作用后期的转录与转译作用23优质材料 T4 DNA复制的特点：复制的特点： 一是由于一是由于T4DNA中的胞嘧啶被羟甲基中的胞嘧啶被羟甲基 胞嘧啶取代，所以在其胞嘧啶取代，所以在其DNA复制之前，必复制之前，必须由噬菌体编码的酶合成羟甲基胞嘧啶，须由噬菌体编码的酶合成羟甲基胞嘧啶，并且在并且在T4DNA合成后，羟甲基胞嘧啶被葡合成后，羟甲基胞嘧啶被葡萄糖基化，以保护萄糖基化，以保护T4DNA免遭免遭E.coli核酸核酸酶破坏。酶破坏。 二是在二是在T4DNA复制过程中，由复制过程中，由68个个拷贝结合形成非常长
10、的拷贝结合形成非常长的DNA链。链。(多连体多连体)24优质材料增殖过程25优质材料4成熟成熟maturity/(装配装配)（assembly） 在增殖期合在增殖期合成的噬菌体的核成的噬菌体的核酸和蛋白质按一酸和蛋白质按一定的顺序装配成定的顺序装配成噬菌体颗粒噬菌体颗粒26优质材料5释放释放 release 子代噬菌体脱离寄主细胞而得以释放子代噬菌体脱离寄主细胞而得以释放 27优质材料四、噬菌体一步生长曲线四、噬菌体一步生长曲线 One Step Growth Curve T228优质材料潜伏期潜伏期 latent phase 从噬菌体吸附细菌细胞至细菌细胞释放出新从噬菌体吸附细菌细胞至细菌细
11、胞释放出新的噬菌体的最短时间。的噬菌体的最短时间。裂解期裂解期 rise phase 从被感染的第一个细胞裂解至最后一个细胞从被感染的第一个细胞裂解至最后一个细胞裂解完毕所经历的时间。裂解完毕所经历的时间。平稳期平稳期 plateau 指被感染的宿主已全部裂解，溶液中噬菌体指被感染的宿主已全部裂解，溶液中噬菌体数达到最高点后的时期。数达到最高点后的时期。 29优质材料裂解量裂解量 burst size 每每个个被被感感染染的的细细菌菌释释放放新新的的噬噬菌菌体体的的平均数平均数 不不同同的的噬噬菌菌体体的的裂裂解解量量不不同同，T2为为150左左右右（5447），T4约约100，f fx174
12、约约1000，而而f2则可高达则可高达10000。30优质材料五、溶源性五、溶源性 lysogeny 1名词解释名词解释 (1)敏感细菌敏感细菌 sensitive bacteria (2)烈性噬菌体烈性噬菌体 virulent phage (3)温和性噬菌体温和性噬菌体 temperate phage (4)原噬菌体原噬菌体 prophage (5)溶源性细菌溶源性细菌 lysogenic bacteria： E. coli B(l l) (6)溶源化溶源化 lysogenization 31优质材料2溶源性细菌的基本特征溶源性细菌的基本特征(1)具有遗传性具有遗传性 (2)能自发裂解能自发
13、裂解(3)能被诱发裂解能被诱发裂解(4)具免疫性具免疫性(5)可以复愈可以复愈(6)可获得新的生理特性可获得新的生理特性32优质材料3温和性噬菌体的存在状态温和性噬菌体的存在状态(1)游离态：游离的具有感染性的噬菌体粒子游离态：游离的具有感染性的噬菌体粒子(2)整整合合态态：整整合合或或附附着着在在细细菌菌染染色色体体上上处处于于原噬菌体原噬菌体的状态的状态(3)营营养养态态：在在寄寄主主细细胞胞内内处处于于复复制制和和装装配配的的状态状态33优质材料六、噬菌体的生活史六、噬菌体的生活史 1烈性噬菌体的生活周期（烈性噬菌体的生活周期（lytic life cycle） 34优质材料2温和性噬菌
14、体的生活周期温和性噬菌体的生活周期 lytic and lysogenic life cycle 35优质材料七、噬菌体的分离检查分离样品的制备分离样品的制备 根据感染特征，选择所需采集的标本的种类根据感染特征，选择所需采集的标本的种类 除去杂菌除去杂菌(离心或过滤离心或过滤) 诱导噬菌体的产生诱导噬菌体的产生(uv或丝裂霉素或丝裂霉素C)样品接种样品接种 噬菌体标本可接种于生长在培养液或营养琼噬菌体标本可接种于生长在培养液或营养琼脂平板中的细菌培养物。脂平板中的细菌培养物。噬菌体存在的表现噬菌体存在的表现 细菌培养液变清或细菌平板上出现噬菌斑细菌培养液变清或细菌平板上出现噬菌斑36优质材料1
15、噬菌斑（噬菌斑（plaque） 在细菌菌苔平板上，在细菌菌苔平板上，由于噬菌体感染，使寄主细胞不断裂解而形由于噬菌体感染，使寄主细胞不断裂解而形成的肉眼可见的空斑。空斑中的细菌被全部成的肉眼可见的空斑。空斑中的细菌被全部或部分裂解。或部分裂解。噬菌斑形成噬菌斑形成： 噬菌体噬菌体 宿主细胞宿主细胞 培养基培养基37优质材料一些噬菌斑的形状38优质材料2噬菌体效价测定方法噬菌体效价测定方法 效效价价（titer）：每每毫毫升升试试样样中中所所含含有有的的具具侵侵染染性性的的噬噬菌菌体体粒粒子子数数，又又称称噬噬菌菌斑斑形形成成单单位位（plaque-forming unit, PFU）。）。 (
16、1) 双层琼脂法：双层琼脂法： 方法：底层：方法：底层：2%营养琼脂，营养琼脂， 上层：上层：34ml 1%营养琼脂营养琼脂+0.2ml 宿主菌液宿主菌液 +0.1ml 样品液；培养样品液；培养1624hrs后观察。后观察。 优点：定量性好，结果清晰；优点：定量性好，结果清晰； 缺点：费时，麻烦。缺点：费时，麻烦。 (2)单层琼脂法单层琼脂法: (3) 载片快速法载片快速法:39优质材料八、噬菌体的污染与防治八、噬菌体的污染与防治1.污染现象污染现象2.污染原因污染原因3.预防措施预防措施 (1)严格控制活菌体排放，使噬菌体在环境中得不到繁殖。严格控制活菌体排放，使噬菌体在环境中得不到繁殖。
17、(2)选育和使用抗噬菌体的菌种。选育和使用抗噬菌体的菌种。 (3)几株亲缘不同的菌种定期轮换使用。几株亲缘不同的菌种定期轮换使用。 (4)药物防治药物防治4. 污染后的补救污染后的补救40优质材料九、酵母的病毒（九、酵母的病毒（Killer因子因子）1.杀杀伤伤因因子子：Saccharomyces cerevisiae killer是具有dsRNA作遗传物质的病毒样颗粒(virus-like particles，VLP)，其本质是酵母 的 拟 病 毒 ， 需 要 辅 助 病 毒 L-A mycovirus (ds RNA)。41优质材料2有关酵母菌的类型：有关酵母菌的类型：毒性株：能分泌一种多肽毒素或糖蛋白毒素毒性株：能分泌一种多肽毒素或糖蛋白毒素中性株：不分泌毒素，也不为毒性株所杀死中性株：不分泌毒素，也不为毒性株所杀死敏感株：不分泌毒素，但能为毒性株所杀死敏感株：不分泌毒素，但能为毒性株所杀死42优质材料43优质材料
