λ噬菌体的综述 - 图文(2)

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（3）脱壳

脱壳是病毒侵入后，λ噬菌体的壳体除去而释放出病毒基因组的过程，它是病毒基因组进行复制和功能表达所必需的感染事件。λ噬菌体脱壳与侵入是一起发生的，仅有病毒核酸及结合蛋白进入细胞，壳体留在细胞外。 （4）病毒大分子的合成

λ噬菌体多数情况下进行溶源型感染，因此原噬菌体整合至宿主细胞染色体上，随其进行复制和转录。在这一过程中多发生的各种病毒复制事件存在着强烈的时序性。病毒复制的时序性主要表现为基因组转录的时间组织，即病毒基因组的转录是分期进行的。根据病毒大分子合成过程中所发生事件的时间顺序，可以将此过程划分为3个连续的阶段：病毒早期基因的表达；病毒基因组的复制；病毒晚期基因的表达。

λ噬菌体DNA合成后腺嘌呤和胞嘧啶被甲基化，或形成由数个单位长度DNA以相同方向连接形成的DNA复制分子，即多连体（concatemers），以保护λ噬菌体DNA免遭宿主细胞核酸酶降解。整合有原噬菌体的宿主细胞不能够再次接受同源噬菌体的感染。 （5）装配与释放

特定情况下，整合于宿主细胞染色体上的原噬菌体会从上面分离下来，表达出λ噬菌体必需的结构蛋白以及多种物质后，装配成为完整的λ噬菌体病毒毒粒，进入溶菌阶段，将宿主细胞裂解开而释放出来，再次侵染其他正常的宿主细胞。

3、Lysogenic and lytic process of λ-phage

当 DNA侵入宿主细胞后。溶原和裂解途径的最初过程是相同的。两者均要求前早期和晚早期基因的表达。然后发生歧化．前早期和晚早期基因表达最终产生cI蛋白，使 进入溶原状态，而晚期基因表达使λ进入裂解循环。两个途径不是截然分开的．溶原化循环包括3个阶段：溶原的建立、保持和噬菌体的释放．第一个阶段是 DNA整合到宿主染色体上。成为前噬菌体状态．第二个阶段是阻遏白操纵子的表达。其产物cI蛋白与cI基因左、右两边操纵子(即早左操纵子和早右操纵子)的操纵基因(OL和OR)结合，抑制它们的转录。阻断整个溶菌途径。溶原状态得以保持．但在紫外线等因素作用下，CI蛋白被钝化，前噬菌体又被切割下来，进入裂解途径的基因调控程序．

图6: λ噬菌体的溶菌和溶原繁殖方式

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溶菌途径的建立过程按时间顺序可划分为3个阶段，前早期，晚早期和晚期．这三个阶段实质是由三个操纵子，即早左、早右操纵子和晚期操纵子的相继激活，合成了三种重要的调节蛋白，即N蛋白、Cro蛋白和Q蛋白．当溶原化细菌进入溶菌状态时，c I基因即行关闭，CI蛋白不再合成，解除了CI蛋白对早左、早右两个操纵子的控制，这就是前早期基因的表达．前早期基因表达产物为N蛋白和Cro蛋白．Cro蛋白阻遏CI蛋白的合成，从而使 得以进入裂解循环，而N蛋白使前早期基因的转录越过终止信号而进入晚早期基因，为溶原和裂解的歧化做好准备．

图7：噬菌体的调节基因和转录次序图

晚早期主要是使早左与早右操纵子表达完全，包括早左操纵子的整合基因、割离基因和重组基因的表达，以及早右操纵子的调节蛋白基因Q、Cro、cII、cm和复制基因0、P的表达，这些基因的完全表达即为溶原和溶菌的歧化做好了准备．

λ噬菌体对两个生活史周期的选择取决于CI蛋白和Cro蛋白两者相拮抗的结果．前早期和晚早期基因的表达使Cro蛋白和CI蛋白均积累起来，CI蛋白抑制除自身外的一切基因的转录．如果CI蛋白占优势，它就阻止λ的复制，促进整合作用的发生，使溶原状态得以建立和维持．Cro蛋白则抑制c I基因的转录，因此是一种抗阻遏物．如果Cro蛋白占优势，CI蛋白不能合成，噬菌体即进入营养繁殖周期．晚早期的Q基因产物是晚期基因表达的激活蛋白，Q蛋白积累到一定程度，基因表达便进入晚期阶段，这个阶段已不再需要早期基因表达，这时由于Cro蛋白的积累而将之关闭．

晚期表达的基因主要是晚期操纵子基因．这个操纵子上有20个结构基因，它们占λDNA基因的一半左右．因此，晚期操纵子作为一个独立的操纵子十分重要，这些基因的独立开启和调节，更有利于这些蛋白的合成，使整个溶菌过程得以完全实现．

因此，λ的溶原和溶菌途径是在λ 的四个操纵子控制下依次完成的．在这四个操纵子中，阻遏蛋白操纵子是一个起总控制作用的操纵子，是λ基因组的总开关，它决定λ噬菌体潜伏或裂解的命运．有人把λ的四个操纵子的这种活像接力赛似的，单线联系的调控程序又比喻为瀑布式调控，既形象又客观。每一个操纵子就像一

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个台阶，λ的遗传信息流就是这样一泻到底，蛋白质合成了，成熟的噬菌体装配好了，裂解途径也就结束了．因而，λ基因调控的线性规则，既简单又科学． 4、λ噬菌体在生物学中的应用 4.1、λDNA作为外源基因的克隆载体

λ基因组中间部分占30% 的DNA(包括重组和溶源化基因)并不是噬菌体裂解生长所必需的，裂解生长所需的基因都在基因组的左侧和右侧，而典型的λ克隆载体在部分或全部非必需基因的两侧含有限制酶位点，这就赋予了λ载体克隆大片段的能力，外源基因插入到限制酶位点之间，在体外包装成噬菌体，虽然包装效率仅达10%，但一经包装，在大肠杆菌中形成噬菌斑的效率可达100% 。目前由λ衍生的许多载体被广泛地应用于基因克隆中，尤其是在构建基因文库中的应用产生了非常好的效果。 4.2、λ类噬菌体载体构建

构建λ噬菌体载体的基本原理是多余限制位点的删除。

按照这一基本原理构建的λ噬菌体的派生载体，可以归纳成两种不同的类型： 一种是插入型载体（insertionvectors），只具有一个可供外源DNA插入的克隆位点。 另一种是替换型载体（replacementvectors），具有成对的克隆位点，在这两个位点之间的人DNA区段可以被外源插入的DNA片段所取代。

在基因克隆中的二者的用途不尽相同。插入型载体只能承受较小分子量（一般在10kb以内）的外源DNA片段的插入，广泛应用于cDNA及小片段DNA的克隆。而替换型载体则可承受较大分子量的外源DNA片段的插入，所以适用于克隆高等真核生物的染色体DNA。 （i）插入型载体

外源的DNA克隆到插入型的λ载体分子上，会使噬菌体的某种生物功能丧失效力，即所谓的插入失活效应。插入型的λ载体又可以分为免疫功能失活的（inactivatiortofimmunityfunction）和大肠杆菌β-半乳糖苷酶失活的（inactlvatlonofE．coliβ-galactosidase）两种亚型。

①免疫功能失活的插入型载体：在这类插入型载体的基因组中有一段免疫区，其中带有一两种核酸内切限制酶的单切割位点。当外源DNA片段插入到这种位点上时，就会使载体所具有的合成活性阻遏物的功能遭受破坏，而不能进入溶源周期。因此，凡带有外源DNA插入的λ重组体都只能形成清晰的噬菌斑，而没有外源DNA插入的亲本噬菌体就会形成混浊的噬菌斑。

②β-半乳糖苷酶失活的插入型载体：它们的基因组中含有一个大肠杆菌的lac5区段，其中编码着β半乳糖着酶基因lacZ。由这种载体感染的大肠杆菌lac-指示菌，涂布在补加有IPTG和Xgal的培养基平板上，会形成蓝色的噬菌斑。如果外源DNA插入到lac5区段上，阻断了β-半乳糖着酶基因lacZ的编码序列，不能合成β-半乳糖昔酶，只能形成无色的噬菌斑。 （ii）替换型载体

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替换型载体又叫做取代型载体（substitutionvector），是一类在λ噬菌体基础上改建的 …… 此处隐藏：3206字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……