λ噬菌体的综述
关键词：λ噬菌体溶原性溶菌性基因克隆
引言：
大肠杆菌噬菌体λ为长尾噬菌体科，是一类中等大小的大肠杆菌病毒，其基因组为双链线状DNA，由48502对碱基组成，分子量3.2×107 ，约50个基因，特点是相关基因成簇排列，形成若干个操纵子。基因组两端为粘性末端，中间有相当长的DNA片段是裂解生长非必需的，这就为其作为外源基因的克隆载体提供了方便。
λ噬菌体由头和尾构成，其基因组组装在头部蛋白质外壳内部，其序列已被全部测出。感染时吸附位点为细胞壁。属温和性感染；感染的DNA环化并整合于宿主基因组中。以θ环双向复制，然后通过滚环机制单向复制。用于感染大肠杆菌的λ噬菌体改造成的载体应用最为广泛。
1、The discovery of bacteriophage lambda
1951年J. Lederberg的妻子Esther Lederberg第一个证明
了 J. Lederberg和Tatum用来杂交的K-12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。从此之后，λ
噬菌体被广泛用于模式物种；
1962年Esther Lederberg的同事并且还是她最好的朋友
Allan Campbell首次发现了λDNA整合到细菌DN A的机制；
之后由λ噬菌体改造后的载体广泛的用于基因工程。
2、The characteristics of bacteriophage lambda
2.1、结构特点：
λ为大肠杆菌温和性噬菌体，属长尾噬菌体科，头壳为直径
约50nm的二十面体，其内包裹一长线状双链DNA分子（46500bp），因分子两端各有一含12个核苷酸的黏性末端，故又可黏合成环状分子。有柔韧的管状长尾，无收缩尾鞘，长约150nm，末端有一根尾丝，蝌蚪状。
病毒毒粒的基本结构是包围着病毒核酸的蛋白质外壳，即壳体（capsid）或称衣壳。壳体是由大量同一的壳体蛋白单体分子，即蛋白质亚基（protein subunit）以次级键结合形成的。基于物理学原因和相对简单的几何学原理，由蛋白质亚基构成的病毒壳体主要取螺旋对称和二十面体对称两种结构形式。如图1，λ噬菌体头部为二十面体对称结构，而柄部为螺旋对称结构。
由λ噬菌体结构可以看出，其属于复合对称结构，即具有二十面体对称的头部和螺旋对称的柄部。
图1: λ噬菌体的结构图2 λ噬菌体电镜照片
2.2、基因组特征：
λ噬菌体的基因组，为两端不闭合的线型双链DNA，约占粒子重的54%，分子量为30.8×106道尔顿，48502核苷酸对，长度为17μm，λDNA分子两末端的5’端称为成熟末端，粘性末端由噬菌体颗粒提取的DNA，其线性分子与两端连接呈环状的分子，可成一平衡状态，但环状分子两条链各有一缺口。在DNA分子浓聚的情况，分子末端之间连接，可以发生聚集现象。由于DNA两条链的碱基差异，得到的分开的两条单链，分别称为l和r链（左和右链）。l链的走向是从5’→3’的方向，所以是左向或反时针方向转录，5’末端称为m末端，末端碱基为鸟嘌呤（G）。r链的5’→3’走向与l链相反为右向或顺时针方向转录，链的5’末端称为m’末端，其末端碱基为腺嘌呤（A）。感染进入菌细胞的λDNA两互补端联结，成为环状DNA分子，并由宿主细胞的连接酶将两端的缺口封闭成环状DNA分子，噬菌体进行复制、转录和整合。如在离体的条件下，用DNA聚合酶将此单链的黏性末端补平成双链，DNA就失去其生物活性，不再能有复制和溶原化的能力。
图3: λ噬菌体的DNA线状图谱
λ基因组可分为四大簇，它们分别是调节区、重组区、复制区和结构基因区(包括与头、尾部合成及组装、裂解有关的基因) .整个基因组如图所示，可分为三个部分，①左臂：长约20kb，其中的基因编码构成头部、尾部、尾丝对组装完整噬菌体所需要的蛋白质。②中段：长约20kb，是λDNA整合和切出，溶原生长所需的序列。③右臂：长约10kb，是调控区，控制溶菌和溶原生长最重要的调控基因和序列、以及λDNA复制起始
均在这区域内。左右臂包含λDNA复制、噬菌体结构蛋白合成、组装成熟噬菌体、溶菌生长所需全部序列；对溶菌生长来说，中段是非必需的。
根据λDNA的环状结构，可将66个可编码的基因分成3个功能区（function block）：右边的功能区参与衣壳形成和DNA的复制，称为右操纵子区；左边的功能区与裂解生长和溶源化功能有关，称为左操纵子区；中央功能区是λ基因组调控操纵子区，也称为免疫操纵子区。
图4：λ基因组环状图谱及主要的基因
λ噬菌体基因组的最大特点是在双链线状DNA两端各有12bp的粘性末端，可以环化，该粘性末端形成的双链区域称为cos位点（cohensive-end site）。如果将左右臂和中段都去除，仅留下λDNA而端包装噬菌体所必需的cos序列，再加上质粒的复制序列、标志基因、多克隆位点等，就可构成cos质粒或称为粘粒的载体。粘粒可插入45kb长的外源DNA，然后用λ噬菌体外壳蛋白包装成噬菌体，感染大肠杆菌后，粘粒的DNA 能以质粒的形式在细菌中繁殖而被克隆。所以粘粒主要用于DNA文库的构建。
图5:通过cos位点，可形成双链环状复制型DNA（RF DNA）
2.3、λ噬菌体的侵染过程
（1）吸附
吸附是病毒表面蛋白与细胞受体特异性的结合，导致病毒附着于细胞表面，这是启动病毒感染的第一阶段。
病毒吸附蛋白
病毒吸附蛋白（viral attachment protein, VAP）是病毒毒粒表面能够特异性地识别细胞受体并与之结合的结构蛋白分子，亦称作反受体（antireceptor）。无包膜毒粒的反受体往往是壳体的组成部分，有包膜病毒的反受体为包膜糖蛋白。编码反受体的基因的突变、能够灭活或破坏反受体的蛋白水解酶、β-糖苷酶及中和抗体等均可导致反受体与受体相互作用能力的丧失，进而影响病毒的感染性。
细胞受体
病毒的细胞受体亦称病毒受体，是指能被病毒吸附蛋白特异性地识别并与之结合，介导病毒进入细胞，启动感染发生的一组细胞膜表面分子，其大多数为蛋白质，亦可能是糖蛋白或磷脂。不同种系的细胞具有不同病毒的细胞受体，病毒受体的细胞种系特异性决定了病毒的宿主范围。
病毒的吸附过程
病毒毒粒与宿主细胞的初始结合往往涉及一个VAP分子于一个受体蛋白分子的结合，这种结合并不紧密，是一可逆过程。当毒粒上的多个位点与多个受体结合时就可能发生不可逆的结合，即发生吸附增强作用，这种增强作用使得毒粒与细胞的结合更加稳定、牢固。病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补性，相互间的电荷、氢键、疏水性作用及范德华力。
（2）侵入
侵入又称病毒的内化，这是一个病毒吸附后几乎立即发生，依赖于能量的感染步骤。λ噬菌体采取注射的方式将噬菌体核酸注入宿主细胞。
（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
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
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
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、在其中央部分有一个可以被外源插入的DNA分子所取代的DNA片段的克隆载体。
λNM781便是其中的一个代表。在这个替换型载体中，可取代的EcoRI片段，编码有一个supE基因（大肠杆菌突变体tRNA基因）,由于这种λNM781噬菌体的感染，寄主细胞lacZ基因的琥珀突变更被抑制了，能在乳糖麦康基氏（MacConkey）琼脂培养基上产生出红色的噬菌斑，或是在Xgal琼脂培养基上产生出蓝色的噬菌斑。如果这个具有supE基因的EcoRI片段被外源DNA取代了，那么所形成的重组体噬菌体，在上述这两种指示培养基上都只能产生出无色的噬菌斑。
用替换型载体克隆外源DNA包括三个步骤：
第一，应用适当的核酸内切限制酶消化λ载体，除去基因组中可取代的DNA区段。
第二，将上述所得的人DNA臂同外源DNA片段连接。
第三，对重组体的λDNA分子进行包装和增殖，以得到有感染性的λ重组噬菌体。
图8：cosmid克隆的一般过程
5、小结
噬菌体对分子生物学的发展起到了重要的作用。很多噬菌体是目前了解最清楚的，研究最深入的有机体。自从1974年第一次证明λ噬菌体作为克隆载体的可能性以来，λ载体已在分子克隆中扮演重要角色，现在已有各种用途的复杂载体可供选用，它的发展是由于对这个噬菌体的生理和遗传已进行三十多年的研究，积累了丰富的资料，使人们对噬菌体的结构和功能较为清楚，同时对大肠杆菌的研究亦已清楚，这些知识的积累使λ噬菌体迅速发展成为克隆载体。
此外，λ噬菌体已在其他许多领域的研究发挥重要的作用，如对局限性转导，半乳糖血症，假单胞菌和抗生素耐药性的研究具有重大意义。λ噬菌体由于结构比较简单，遗传信息了解比较透彻，故在很多地方仍有很好的研究价值。因此我们以后对λ噬菌体的研究可以从多方面多角度进行。
6、参考文献
1、Hendrix,R.，et al. 1983． Lambda I． Cold Spring Harbor Laboratotry ，Cold Spring Harbor, NY．
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3、Hoyt, M ．A．et a1．1982．Control of phage lambda developmeat by stability and synthesis of CII protein：Role of the viral CIII and host hflA, him A and him D genes．Cell．31;565～ 573．
4、《分子生物学》，杨荣武主编，南京大学出版社，2007
5、《遗传学（第2版）》，戴灼华，王亚馥，粟翼汶主编，高等教育出版社，2008年1月第2版
6、《病毒分子生态学》，向近敏主编，武汉大学出版社，2004年8月第1版
噬菌体的分类
病原微生物名词解释与解答题 噬菌体的分类:毒性噬菌体温和噬菌体 沙门菌肠热证胃肠炎败血症病 毒复制T：吸附穿入脱壳生物合成装配与释放 乙肝颗粒：大小球形颗粒管型颗粒 梅毒分期硬性下疳全身和皮肤黏膜出现梅毒疹皮肤黏膜溃疡性坏死和内脏器官肉芽肿样变（梅毒骝） 细菌的致病性物质:毒素（外神经毒素细胞毒素肠毒素内） 霍乱弧菌致病因子：霍乱肠毒素鞭毛菌毛及其他毒力因子内毒素 细胞壁保护细菌物质交换决定抗原性与致病性染色性药物敏感性有关 真菌培养基沙保弱(G 蛋白胨） 病毒培养法细胞培养鸡胚接种动物接种 AIDS性接触血源性母婴垂直 IMVIC：I吲哚M甲基红VP C枸橼酸盐 病毒自然条件入侵机体呼吸道消化道皮肤黏膜 病毒抗原变异类型抗原漂移抗原性转变 细菌生繁条件水碳源氮源无机盐生长因子（有些）温度：37℃ pH：7.2～7.6 气体：对O2要求(专性需氧菌、微需氧菌、兼专性厌氧菌）对CO2求： 5~10% CO2 渗透压 革兰染色初染媒染脱色复染将细菌涂片标本固定，初染加结晶紫，约一分钟，水洗。滴加碘液媒染，约一分钟，水洗，形成结晶紫—碘复合物，成深紫色。用95 ％酒精脱色，30 秒钟，用水冲净酒精。用稀释复红复染1 分钟，水洗。镜检干燥后，置油镜观察．革兰氏阴性菌呈红色，革兰氏阳性菌呈紫色。 链球菌所致脓疾病：化脓性感染（淋巴管炎淋巴结炎蜂窝组织炎痈等局部皮肤和皮下组织感染）毒素性疾病（猩红热）超敏反应性疾病（风湿病急性肾小球肾炎）
狂犬病：管理传染源（捕杀野犬多犬预防接种对咬过人的猫犬隔离观察7·10发病处死取脑组织检查病毒抗原和內基小体）伤口处理和注射抗体（用3%·5%肥皂水0.1%苯扎溴铵或清水洗再用75%乙醇或碘酒注射高效价抗狂犬病毒血清于伤口周围与底部）预防接种（咬后和接触病毒危险的人及早接种疫苗） 真原核差异：无典型细胞结构核质无核膜核仁仅核糖体DNA RNA 细菌生长曲线分期定义将一定量的细菌接种于合适的培养基和T 过程有规律数目对数纵T横的曲线a迟缓期（最初准备代谢活跃V大储蓄E 中间代谢产物不繁殖1-4h 对数期（最快先短暂的加速期后对数期活细菌快增细菌形态染色性生理活性典型）稳定期（繁殖减慢死活相等活细菌保持稳定典型小改变代谢产物产生）衰退期（更慢死大于活典型大改变生理活动停滞出现衰退形菌体自溶） 内外毒素差异1（来源阳及部分阴分泌于菌体外或菌体自溶阴细胞壁裂解释放）2化学成分（蛋白质脂多糖）3稳定性（不稳定60死160 2-4h死）3抗原性（强产抗毒素经甲醛脱毒成类毒素4毒性作用强选择性毒害较弱引起发热休克DIC） 病毒感染类型隐性感染（无明显症状获得免疫力显性感染感染靶细胞大量增殖造成细胞结构域功能损伤急性感染持续性感染（慢性感染潜伏感染慢病毒感染） 微生物是存在于自然界的一群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须借助于光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能观察到的微小生物 消毒消除和杀灭物体上或环境中的病原微生物及其它有害因子，但不一定能杀死全部非病原微生物的方法 灭菌杀死物体上所有微生物的方法，包括杀死芽胞 无菌操作防治病原微生物进入人体或其他物品上的方法 热原质是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质，产生它的dad是阴，其细胞壁的脂多糖是热原质 正常菌群正常下人动物体表及呼吸道消化道泌尿生殖道德微生物种类数量稳定与机体平衡 致病菌少数正常菌在条件下致病 病原菌：少数微生物引起人动植物具有致病性
病毒学期中作业λ噬菌体的基因调控
λ噬菌体的基因调控 姓名：宋庆浩 学号：200900140102 班级：生工09.02
目录 λ噬菌体的发现 λ噬菌体的结构组成 1.基本结构 2.λ噬菌体的核心 λ噬菌体的生活周期 I．两种发育途径简介 II．调控发育途径的分子基础 1.两种途径共同的早期基因表达途径 2.溶源发育中基因的相互作用 3.裂解途径的建立 4.溶源和裂解的平衡 5.溶源发育向裂解发育的转变 λ噬菌体的侵染过程 1.吸附 2.穿入 3.生物合成 4.成熟与释放 λ噬菌体的应用 1.细菌的鉴定与分型 2.耐药细菌感染的治疗 3.分子生物学研究的重要工具 4.遗传工程 5.其他 参考文献
λ噬菌体的发现： 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。 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。他们发现Hfr（λ）×F－所得到的重组子频率要比Hfr ×F－（λ）或Hfr（λ）×F－（λ）要低得多。这是由于在Hfr（λ）×F－的杂交中，原噬菌体进入无阻遏物的受体细胞质中，进行大量复制使受体细胞裂解（图8-20b），因此不易得到重组子，此现象就称为合子诱导。现在我们再回过头来查阅一下传递等级作图，中断杂交实验以及重组作图都是采用Hfr×F－（λ）就是不致产生合子诱导的缘故。 λ噬菌体的结构组成： 1.基本结构 λ噬菌体是一种温和的诱导性噬菌体，其基因组除在5'端有12个可互补的碱基外均为线性双链DNA，感染时DNA形成环状。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。 λ-DNA的基因顺序组织如图所示，按基因组功能共分六大区域:头部编码区、尾部编码区、重组区、控制区、复制区和裂解区.
噬菌体简介
噬菌体 一、生物学特性 噬菌体（Phage）属于非细胞型微生物，是侵染细菌、放线菌等细胞型微生物的病毒。它们个体微小，通常仅能在电子显微镜下观察到；结构简单，多数噬菌体仅由蛋白质和核酸两种成分组成，蛋白质构成的衣壳包裹着核酸。在自然界单独存在的噬菌体不表现出生命规象，但具有潜在的生命力。噬菌体从吸附至宿主细胞上的一瞬间，就开始了自己的生命过程。根据噬菌体与宿主的关系，可将其分为烈性噬菌体与温和噬菌体。烈性噬菌体通过吸附、侵人、生物合成、装配与释放等步骤使宿主细胞裂解死亡；而温和噬菌体侵染宿主后，则将其核酸整合在宿主基因组上，并以原噬菌体状态存在，宿主则转为溶原性菌株；但有时也有机率较少的温和噬菌体与烈性噬菌体一样，引起宿主细胞的裂解死亡。温和噬菌体对溶原状态和裂解途径的选择，取决于感染细胞内的一些宿主基因产物和噬菌体基因产物活性之间的平衡。[1] 噬菌体广泛分布于自然界是与其宿主的广泛分布分不开的。迄今为止，几乎没有一群细菌尚未发现其相应的噬菌体，只有那些我们了解的还很肽浅的细菌才尚未见其相应噬菌体的报导。[2] 根据大小、形态结构特征，可以把噬菌体分为3种类型，一是蝌蚪状不可收缩尾的噬菌体，其头部为二十面体，直径约110 -120nm，尾部长220-230 nm,尾宽13-15 nm,无尾鞘、基板、尾丁、尾兹等结构。二是蝌蚪状可收缩尾的噬菌体，其头部为三十面体，约70nm x 110 nm，尾部长约120 -130 nm,尾宽约18-22nm，有尾鞘、基板、尾丁、尾兹等结构，该噬菌体似有包膜。三是短尾噬菌体，其头部为二十面体，大小为20 nm，尾部长约2-3 nm。 [3]
噬菌体制剂的研究现状及发展前景
噬菌体制剂的研究现状及发展前景 作者：赵庆友，朱瑞良* （山东农业大学动物科技学院山东泰安 271018） 来源：中国兽药杂志2010-7期 南宁兽药科技网（南网）https://www.wendangku.net/doc/a87568928.html,上传2010-9-1 摘要：噬菌体制剂是利用噬菌体溶解细胞的特性而用于治疗动物的病原菌的临床感染。早 在20世纪初，噬菌体治疗就取得了积极的治疗效果。目前传统抗生素治疗动物细菌感染时 易产生耐药性，而噬菌体制剂则表现出许多突出的优越性。本文从噬菌体的生物学特性，噬 菌体制剂的作用机制，以及噬菌体制剂的发展状况和应用前景等方面进行了论述。 关键词：噬菌体；制剂；应用；现状；前景。 Recent Advances And Prospects In Bacteriophage Therapy ZHAO Qing-you, ZHU Rui-liang* (College of Animal Science & Veterinary Medicine, Shandong Agricultural University, Tai’an, 271018) Abstract: Phage therapy is to treat bacterial clinical infections of animals with bacteriolysis. In the 1920’s, Phage therapy had had efficiency in clinical treatment. Many creatural experiments and clinical treatments indicate that phage therapy is a potential alternative method for treatment and prevention of bacteria disease. This method comes along, quite opportunely to counter the resistance problem of the antibiotics. From the biological characteristics,the therapy mechanism,the development status and the application prospects, the systemic discussion of bacteriophage in this review. Key words: Bacteriophage ; biological agents; application; current situation; prospects 英国细菌学家和内科医生Frederick Twort 和法裔加拿大细菌学家Flix D’Herelle 分别在1915年和1917年独立发现了噬菌体，不久之后就用来治疗感染性疾病。d`Herelle 最早从来自痢疾的临床样本研究中观察到噬菌体滴度的增加正好伴随着病人的康复过程。他 将噬菌体称为“外源性免疫因子”[1]。1934年美国科学家报道了利用噬菌体疗法治疗肠球菌 感染的成功率可达80%【2】。但随着抗生素的成功推广应用，二次世界大战之后美国和西欧的 大多数国家都终止了噬菌体制剂的研制。近年来细菌耐药性问题不断突现，用抗生素治疗细 菌感染面临巨大的挑战，一些科学家和临床工作者开始重视噬菌体制剂的研制。 1 噬菌体的生物学特征 噬菌体(Bacteriophage, phage)是以细菌为宿主的一类病毒，所以又称为细菌病毒，它
2020年病毒的分类与命名.pdf
病毒的命名过去不够统一，有些病毒是以宿主、病理特点、致病症状、病毒颗粒形态进行命名，有些病毒是以地名和人名进行命名，还有些病毒是以字母和数字命名。病毒的分类系统也不一致，动物病毒分类等级设立科、属、种；而植物病毒分为组、亚组、种。为了力求分类和命名的统一，1992年Martelli首先提出了植物病毒的科、属、种分类原则，1993年8月在英国格拉斯哥召开的第9届国际病毒大会上，国际病毒分类委员会(ICTV)采纳了这一分类原则，并且新设立了一些植物病毒的科、属［1］，1995年在ICTV 所公布的病毒分类和命名第六次报告中，植物病毒分类已不再采用组、亚组，而统一使用科、属、种分类系统［2］。病毒的分类系统也开始逐渐向更高级的分类等级发展，1991年ICTV在病毒分类和命名第五次报告中首次公布了比科更为高级的分类等级，单分子负链RNA病毒目(Mononegavirales)［3］，最近ICTV 又先后增设了套病毒目(Nidovirales)［4］和有尾噬菌体目(Caudovirales)［5］。除此以外，1996年8月ICTV在第10届国际病毒大会上还对原有的病毒分类和命名规则作了进一步的修订，提出了38条新的病毒命名规则［6］。最近据Mayo等报道，ICTV又批准了43条新的病毒分类和命名规则，同时对病毒目、科、属和种名的书写也作了专门的规范［7］。 1 病毒命名规则 1.1 病毒种的定义和命名病毒“种”是指构成一个复制谱系(replicating lineage)、占据一个特定小生境(ecological niche)、具有多个分类特征的病毒。这就是说病毒种的分类和命名不是单纯由某一个分类特征、而是由多原则分类特征决定的，包括病毒的基因组组成，病毒颗粒形态结构、生理生化特性和血清学性质等；而病毒种的一个复制谱系则强调了病毒种的系统进化特性，即现今所有的病毒种可能起源于共同的病毒祖先；病毒种所占有的小生境是指某种病毒的特定生物学特性、地理分布、宿主范围、媒介的嗜亲性、致病机理等［8］。 病毒种的命名由几个有实际意义的词组成，但不是单独以宿主名加“virus”构成，当ICTV下属委员会不能肯定一个新的病毒种的分类地位时，新的病毒种可以作为暂定种列在适宜的属和科中；在不考虑病毒属和科的情况下，病毒种名与病毒株一起，均应有明确的含义；如果数字和字母已经用于某一特定病毒种的命名，其数字、字母或其组合可作为病毒种的形容词，现在已知的细菌病毒种名就是由数字和字母组成的，这些细菌病毒通常没有太大的表型上的差异，而且感染相同或相似的宿主；植物病毒种的命名，一般是由宿主名加症状名和“virus”构成。 1.2 病毒属的命名病毒属是一群具有某些共同特征的种。其属名的词尾为“virus”，但在设立一个新的病毒属时必需有一个同时被承认的代表种(type species)。 1.3 病毒科的命名病毒科是一群具有某些共同特征的属。科名的词尾为“viridae”，“科”下面可以设立或不设立亚科。亚科名的词尾为“virinae”。
第四章 噬菌体
一、选择题 A 型题 1. C 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D X 型题 1.ABCD 2.BCE 3.ABCDE 二、填空题 1.DNA 基因 2.毒性温和 3.复制吸附穿入生物合成成熟与释放 三、名词解释 1.噬菌体是一类侵袭细菌、真菌或其他微生物的病毒。根据噬菌体侵入细胞后，是否增值并裂解细菌，可分为毒性噬菌体和温和噬菌体。 2.毒性噬菌体是能在敏感菌中增值并能使之裂解的噬菌体。 3.温和噬菌体是指感染细菌后可将其基因组与宿主菌染色体整合，不增值产生子代噬菌体，但随细菌DNA的复制而复制，也不裂解细菌。 4.前噬菌体是指整合在细菌染色体上的噬菌体基因组。 5.溶源性细菌是带有前噬菌体的细菌。 四、问答题 1. 噬菌体是一类侵袭细菌、真菌、放线菌、支原体、螺旋体等微生物的病毒，属于肺细胞型微生物。具有以下这些主要的生物学特性。 （1）体积微小，可以通过细菌滤器;结构简单，没有完整的细胞结构，仅由核酸（DNA或RNA)和蛋白质组成。 （2）是一种专性活细胞内寄生的微生物。 （3）以复制方式进行增值。 （4）有严格的宿主特异性，只寄居在易感宿主菌体内。 2. 根据与宿主菌的相互关系，可将噬菌体分成两种类型：毒性噬菌体和温和噬菌体。前者能在宿主菌细胞内复制增值，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌；后者感染宿主菌后，将其基因组整合于宿主菌中，随细菌基因组的复制而复制，并随细菌的分裂将噬菌体基因传给子代细菌，在细菌体内不产生子代噬菌体，不引起宿主菌的裂解。整合在细菌基因组中的噬菌体成为前噬菌体。带有前噬菌体的细菌成为溶源性细菌。
毒性噬菌体的细菌作用具有高度的的特性，即一种噬菌体只能裂解一种和它相应的菌，故可用于未知细菌的鉴定于分型，这对流行病学的调查、追查传染源等具有重要的意义。 某些前噬菌体可导致溶源性细菌的基因型和性状发生改变，这称为溶源性转换。许多细菌毒素产生、抗原结构和血清型别都与溶源性转换有关。此外，温和噬菌体还是遗传物质转运的工具。 第4章噬菌体
第一章1-6噬菌体载体2
3、λ噬菌体载体的优缺点：?优点：包装的λ噬菌体感染大肠杆菌要比 质粒转化细菌的效率高。 ?缺点：λ噬菌体载体的克隆操作要比质粒载体复杂。 ?用途：λ噬菌体载体比质粒载体能插入的DNA长得多，常用于构建cDNA文库或基因组文库。 第一章 分子克隆的工具酶和载体?第八节噬菌体载体 ?一、λ噬菌体 ?（一）λ噬菌体 ?（二）λ噬菌体载体的改造 ?（三）λ噬菌体载体举例 （三）λ噬菌体载体举例?Lambda gt10 ?Lambda gt11 ?EMBL3和EMBL4Lambda gt10 概述： ?Lambda gt10是一种插入载体。 ?在噬菌体阻遏基因cI 内有单一的EcoRⅠ克隆位点。用于插入小的cDNA片段(约6kb)，构建cDNA文库或基因文库。 ?该载体克隆效率很高。 ?在构建cDNA文库时，利用Oligo(dT)或随机引物合成的cDNA经过EcoRⅠadaptors或Linkers修饰后，就可以和λgt10连接起来。?克隆到λgt10的噬菌体，可用核酸探针进行筛选。 Lambda gt10map 宿主： ?建议用C600 and C600hf1作受体菌。 筛选： ?如果有外源DNA插入，cI基因失活，该噬 菌体进入裂解生长途径，在培养皿形成噬 菌斑。反之，若无插入，cI基因表达，噬 菌体进入溶原生长途径，不形成噬菌斑。 ?核酸探针杂交。
Insertional cloning ?Insertional cloning into the cI gene of the lambda -gt10 cDNA cloning vector (DNA inserts of ~1-5 kb) can be selected in hfl (high frequency of lysogeny ) mutant strains of E. coli. In hflA strains of E. coli, expression of the lambda cII gene is elevated, resulting in transcriptional induction of the lambda cI repressor gene which promotes lysogeny . Disruption of the lambda cI coding sequence by DNA insertion into the unique EcoRI site of the lambda gt10 cDNA cloning vector, blocks the lysogenic pathway leading to cell lysis and plaque formation. Lambda gt11 ?λgt 载体系列：是插入型载体。插入了大肠 杆菌β-半乳糖苷酶基因片段，可以表达外源cDNA 而形成β-半乳糖苷酶融合蛋白。?λgt18/19 、λgt20/21和λgt 22/23 是λgt 11的衍生载体。?重组体筛选： ?未重组的噬菌体载体转入lac -宿主后，在X-gal 平板上形成淡蓝色噬斑；而外源DNA 片段插入载体后，重组噬菌体形成无色噬斑，很容易辩别。 ?常常用免疫学方法对噬班或菌落进行筛选。 Lambda gt10 map Lambda gt11 map Lambda gt11 概述： ?Lambda gt11是一个克隆和表达载体。 ?用于小的插入（7.2 kb ）片断构建cDNA 文库或基因文库。 ?在其β-半乳糖苷酶翻译终止位点上游的LacZ 基因内，有单一的EcoR Ⅰ位点。 ?如果外源DNA 的阅读框与lacZ 吻合，即可表达融合蛋白。 ?在构建cDNA 文库时，利用Oligo (dT)或随机引物合成的cDNA 经过EcoR ⅠAdaptors 或Linkers 修饰后，可以和λgt11连接起来。 宿主： ?建议用Y1089(r-) and Y1090(r-)作受体菌。筛选： ?利用特异的抗体进行筛选。 EMBL3和EMBL4 ?EMBL3/4是由λ1059衍生的λ置换型载体。?是常用的基因组克隆载体，克隆的DNA 片 段大小为9-23kb 。 ?多克隆位点分别位于一个14 kb 填充片段的两侧。 ?两载体均在填充片段内含有red 及gam 基因，可由Spi 表现型筛选重组子。 ?除多克隆位点的顺序相反外，EMBL3和EMBL4的其余特征相同。
第八讲 单链噬菌体载体及噬菌粒载体
第八讲单链噬菌体载体及噬菌粒载体 吴乃虎 中国科学院遗传与发育生物学研究所
第八讲单链噬菌体载体及噬菌粒载体 一、单链噬菌体的一般生物学 1．单链噬菌体的优越性 2．M13噬菌体的生物学特性 二、M13克隆体系 1．M13克隆体系 2．M13克隆体系 -半乳糖苷酶的显色反应原理 3．M13载体系列的发展 4．M13载体系列的优点 三、噬菌体展示载体 1．噬菌体展示载体的构建原理 2．噬菌体展示载体 3．噬菌体表面展示文库 4．应用噬菌体展示载体分离有关蛋白质的实例 四、噬菌粒载体
1．M13噬菌体载体克隆的若干难点2．噬菌粒 3．若干常用的噬菌粒载体4．pBluescript噬菌粒载体5．pUC118和pUC119噬菌粒载体
第八讲单链噬菌体载体 一、单链噬菌体一般生物学 大肠杆菌丝状单链DNA噬菌体有M13噬菌体、f1噬菌体及fd 噬菌体，它们均含有分子量约为6400个核苷酸的单链闭环DNA分子。 1．单链DNA phage的优越性 A．具有双链的复制型DNA(RF DNA)，可如质粒质粒一样进行遗传操作；RF DNA：Replication Form DNA。 B．RF DNA和ssDNA均可感染感受态的寄主细胞——形成phaque或colony。 C．不受包装的限制。因为单链DNA phage的大小是受其DNA 多寡制约的。 D．可容易地测出外源DNA的插入取向。 E．可产生大量的含有外源DNA的单链DNA分子，这种单链DNA分子有如下用途(作为模板)： *1用作双脱氧链终止法进行DNA测序
*2制备单链的放射性标记的杂交用DNA探针 *3利用寡核苷酸进行定点突变 2．M13 phage的生物学特性 A．M13 phage同f1 phage亲缘关系十分密切，例如： ①基因组组织形式相同； ②病毒颗粒大小、形状相近； ③DNA同源性高达98%以上。 B．在M13 phage颗粒中只有(+)链DNA，感染具F性须的大肠杆菌菌株，因此M13噬菌体是雄性E.coli特有的；M13噬菌体的(+)链DNA，又称为感染性单链DNA。 C．复制型双链DNA(RF DNA=Replication Form DNA) 感染过程：当感染的M13 phage颗粒穿过性须时，其外层主要 衣壳蛋白质脱落，M13 DNA及附着其上的Gene Ⅲ 蛋白进E.coli细胞内， ↓ 感染性单链DNA(正链DNA)在细菌胞内酶的作用 下转变为双链DNA，称复制型DNA。通过 结构进 行几轮复制。
噬菌体治疗细菌性疾病的研究进展
《专业外语》课程论文
噬菌体治疗细菌性疾病的研究进展 摘要噬菌体在被发现之初已经被尝试用于治疗细菌性疾病，后来由于抗生素的出现使之渐渐淡化出人们的眼球，但是对于现今很多细菌都对抗生素有很强的耐药性甚至出现了具有多重耐药性的超级细菌，使得重新重视起噬菌体治疗细菌性疾病的作用。本文主要综述了噬菌体对于治疗细菌性疾病的早期研究和最新进展。 关键词噬菌体裂解酶细菌性疾病 细菌性感染是感染性疾病中比较常见的类型，如果缺乏及时有效的治疗，严重的话可以导致很高死亡率[1]。例如每年由弯曲杆菌、沙门氏菌、O157大肠杆菌和单核细胞增多利斯特菌引起的食源性疾病就给人类带来巨大的经济损失和生命威胁。 在19世纪初Herelle发现噬菌体（bacteriophage，phage）[2,3]后，人们就曾经尝试采用噬菌体治疗细菌感染。但自抗生素的出现后人们就渐渐的淡化噬菌体的研究而大量的进行有关抗生素的研究，进而大量使用抗生素作为治疗细菌感染的有效途径，在前期抗生素的确有非常好的治疗效果，然而随着抗生素使用的泛滥，细菌的耐药性问题日益加剧，新抗生素研发的速度远远低于耐药菌产生的速度。由于新型抗生素的发现越来越困难，噬菌体治疗重新得到人们的重视，并且取得了一些不错的研究成果。 1 噬菌体及裂解酶的概况 噬菌体( Bacteriophage，简称phage)又叫细菌病毒，是一种可以侵入细菌细胞内，通过酶的用破坏细胞壁，使细菌裂解从而将其杀灭的病毒。噬菌体分为烈性噬菌体和温和性噬菌体，前者可在敏感宿主菌内增殖并使之裂解，亦称为毒性噬菌体（virulent phage）。 噬菌体裂解酶( Lysin或Endolysin)是双链DNA噬菌体所特有的、在病毒复制晚期合成的一类胞壁质水解酶。多数噬菌体具有编码3种细胞壁水解酶的基因，分别为裂解酶、酰胺酶和内肽酶，其中酰胺酶是国内外研究比较多的一种裂解酶。裂解酶的高亲和性与种属特异性的细胞壁糖基有关，而后者常常是细菌存活的必要成分。因此，细菌很难产生对裂解酶的抗性。 2 噬菌体的研究历史回顾 人们曾尝试用噬菌体治疗痢疾、手术伤口的皮肤感染,采用口服、局部外用、滴眼耳鼻等多种给药途径，治疗效果较好[4]。Bruynoghe和Maisin于1921年率先用噬菌体制剂治疗皮肤葡萄球菌感染[5]。1934年美国科学家就报道了噬菌体疗法抗肠球菌感染的成功率可达80%。近期各国研究者进行的动物试验及临床应用结果表明, 噬菌体治疗的效果是值得肯定的并且其效果受使用剂量和用药时间的限制较小。Smith等[6]用噬菌体治疗感染了大肠埃希氏菌的小鼠模型,结果发现给予1次后，小鼠体内的大肠埃希氏菌数量即下降，小鼠全部存活下来。在随后的研究，Smith发现利用专一性噬菌体可治疗由大肠埃希氏菌引起的猪、牛和羊的腹泻，所有经噬菌体治疗的动物都存活下来。所以噬菌体不失为一种安全性和治疗性都较好的药物。2002年, Bisw as采用耐万古霉素的肠道球菌对老鼠进行感染, 45m in后腹腔内注射一定剂量的噬菌体。保护力达到100%。即使在老鼠处于濒死状态的时候才注射噬菌体, 其保护力仍有50%。而没有进行噬菌体治疗的老鼠48h后几乎全部死亡。Bull等[7] 也证明, 即使是在小鼠感染后8h才使用噬菌体对其治疗仍不影响治愈率, 但使用抗生素治疗的小鼠成活率却大大降低。同时，大量的人体试验也证明了噬菌体治疗的安全性。2005年，
噬菌体载体7页word
第三章噬菌体载体 一、填空题 1．噬菌体之所以被选为基因工程载体，主要有两方面的原因：一是—-----------—；二是----------——。 2．第一个报道的全测序的单链DNA噬菌体是ФX174，DNA长5386个碱基对，共一个基因，为一环状DNA分子，基因组的最大特点是—----------—。 3．λ噬菌体的基因组DNA为———————kb，有——多个基因。在体内，它有两种复制方式，扩增时(早期复制)按—-----—复制，成熟包装(晚期复制)则是按—--------—复制。它有一个复制起点，进行—-------—向复制。λ噬菌体的DNA既可以以线性存在又可以环状形式存在，并且能够自然成环。其原因主要是在λ噬菌体线性DNA分子的两端各有一个——个碱基组成的天然黏性末端。这种黏性末端可以自然成环。成环后的黏性末端部位就叫做——————位点。 4．根据噬菌体的包装能力，将野生型λ噬菌体的基因组DNA改造成插入型载体，该载体的最小分子大小约为————kb，插入的外源片段最大不超过——————kb。 5．野生型的M13不适合用作基因工程载体，主要原因是————和--------------—。 6．黏粒(cosmid)是质粒—噬菌体杂合载体，它的复制子来自——、C OS位点序列来自—--------—，最大的克隆片段达到—----------—kb。
7．有两类改造型的λ噬菌体载体，即插入型和取代型。从酶切点看，插入型为——个，取代型为——个。 8．野生型的λ噬菌体DNA不宜作为基因工程载体，原因是：(1)---------------——(2)——————————(3)—---------------------—。 9． M13单链噬菌体的复制分为三个阶段：(1)————————(2)—-------------—， (3)———————————。 10．噬菌粒是由质粒和噬菌体DNA共同构成的，其中来自质粒的主要结构是—-----—，而来自噬菌体的主要结构是—-------------------—。 11．M13单链噬菌体基因2和基因4之间的IG区有三个最重要的功能，即(1)—————(2)—------------—(3)—-------------—。 12．野生型的M13有10个基因，分为三个功能集团，其中与复制有关的两个基因是： ——------------------和——-----------------。 13．以丸噬菌体载体和黏粒载体构建文库时，起始DNA的长度是不同的，前者为—----— kb，后者为————kb。 14．λ噬菌体载体由于受到包装的限制，插入外源DNA片段后，总的长度应在噬菌体基因组的—---------------—的范围内。 二、判断题
在发酵工业中,为何常受噬菌体的危害,如何防治
噬菌体与发酵工业 噬菌体对实践的关系主要体现在对发酵工业的危害上。当发酵液受噬菌体严重污染时，会出现：①发酵周期明显延长；②碳源消耗缓慢；③发酵液变清，镜检时，有大量异常菌体出现；④发酵产物的形成缓慢或根本不形成；⑤用敏感菌作平板检查时，出现大量噬菌斑；⑥用电子显微镜观察时，可见到有无数噬菌体粒子存在。当出现以上现象时，轻则延长发酵周期、影响产品的产量和质量，重则引起倒罐甚至使工厂被迫停产。这种情况在谷氨酸发酵、细菌淀粉酶或蛋白酶发酵、丙酮丁醇发酵以及各种抗生素发酵中是司空见惯的，应严加防范。 要防治噬菌体的危害，首先是提高有关工作人员的思想认识，建立“防重于治”的观念。 预防噬菌体污染的措施主要有： （1）决不使用可疑菌种认真检查斜面、摇瓶及种子罐所使用的菌种，坚决废弃任何可疑菌种。 （2）严格保持环境卫生。 （3）决不排放或随便丢弃活菌液环境中存在活菌，就意味着存在噬菌体赖以增殖的大量宿主，其后果将是极其严重的。为此，摇瓶菌液、种子液、检验液和发酵后的菌液绝对不能随便丢弃或排放；正常发酵液或污染噬菌体后的发酵液均应严格灭菌后才能排放；发酵罐的排气或逃液均须经消毒、灭菌后才能排放。 （4）注意通气质量空气过滤器要保证质量并经常进行严格灭菌，空气压缩机的取风口应设在30～40米高空。 （5）加强管道及发酵罐的灭菌。 （6）不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种。 （7）严格执行会客制度。 如果预防不成，一旦发现噬菌体污染时，要及时采取合理措施。例如，①尽快提取产品，如果发现污染时发酵液中的代谢产物含量已较高，即应及时提取或补加营养并接种抗噬菌体菌种后再继续发酵，以挽回损失；②使用药物抑制，目前
名词解释
1,微生物：是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。 2，前噬菌体：指以整合到宿主基因上的噬菌体。 3，烈性噬菌体：能够完成增殖周期，引起寄主细胞裂解的噬菌体。 4，温和噬菌体：反吸附并侵入细胞后，噬菌体的DNA只整合在宿主的染色体上，并可长期随寄主DNA的复制而进行同步复制，而不进行增殖和引起寄主细胞裂解的噬菌体。 5，饰变：指一种不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录，转译水平上的表型变化。 6，灭菌：指采取强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。 7，转导：由噬菌体介导的细胞间进行遗传交换的一种方式，也就是一个供体菌细胞的DNA 通过噬菌体载体的感染移到受体菌细胞中。 8，类病毒：是一类只含一个裸露闭合环状RNA分子，专性寄生在活细胞内的分子病原体。9，阮病毒：是一类不含核酸的传染性蛋白质分子，能使寄主内同类蛋白子分子发生与其相似的构象变化。 10，培养基：是指人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的混合营养料。 11，水活度值：表示微生物生长的环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量，指在同温同压下，某溶液的蒸气压与纯水蒸气压之比。 12，鉴别性培养基：用于鉴别不同类型微生物的培养基，在培养基中加入某种特殊化学物质，某种微生物在培养集中生长后能产生某种代谢产物，而这种代谢产物可以与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征性变化，根据这种特征性变化，可将该种微生物与其他微生物区分开来的培养基。 13，富集培养：在培养基中加入特别的营养要素以增殖少数微生物的培养方式。 14，选择性培养基：在培养基内加入某种化学物质或去除某些营养物质以抑制杂菌的培养基。15，加富培养基：在培养基中加入特定的营养物质，以供少数特殊需要的微生物生长的培养基。 16，合成培养基：有化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基。17，基团移位：指一类既需要特异性载体蛋白的参与，有需要耗能并且溶质在运送前后还会发生分子结构变化的一种运输方式。 18，菌株：它表示任何由一个独立分离的单细胞或单个病毒粒繁殖而成的纯遗传型群体及其一切后代。 19，芽孢：指某些细菌在其发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形，厚壁，含水量低，抗逆性强的休眠体。 20,9+2结构：指中心有一对包在中央鞘中的相互平行的中央微管，其外被9个微管二联体围绕一圈，整个微管由细胞质膜包裹。 21，菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团。 22，包涵体：病毒侵入寄主后与寄主细胞蛋白形成的一种在光学显微镜下可见的颗粒体。23，抗代谢药物：通过抑制DNA的合成中所需的叶酸、嘌呤、嘧啶及嘧啶核苷的合成途径，从而抑制肿瘤细胞的生存和复制所必须的代谢途径，导致肿瘤细胞死亡的抗肿瘤药物。24，锁状联合:P60 25，同步生长：指通过同步培养的手段而使细胞群体中各个体处于分裂步调一致的生长状态。26，营养缺陷,型：野生型菌株经诱变剂处理后，由于发生了丧失了某酶合成能力的突变，因而只能在加有该酶合成产物的培养基中才能生长。 27，溶源菌：染色体上整合有前噬菌体的细菌。 28，生长因子：是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳，氮源自行合成的有
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。他们发现Hfr（λ）×F－所得到的重组子频率要比Hfr×F－（λ）或Hfr（λ）×F－（λ）要低得多。这是由于在Hfr（λ）×F－的杂交中，原噬菌体进入无阻遏物的受体细胞质中，进行大量复制使受体细胞裂解（图8-20b），因此不易得到重组子，此现象就称为合子诱导。现在我们再回过头来查阅一下传递等级作图，中断杂交实验以及重组作图都是采用Hfr×F－（λ）就是不致产生合子诱导的缘故。 裂解发育 噬菌体的感染周期可以分为早期（复制前）和晚期（复制后）两个阶段。 噬菌体基因组复制和产生蛋白质颗粒，并组装进子代噬菌体，开始裂解进程。噬菌体的DNA注入宿主细胞中后经早期发育和晚期发育最终可以裂解从而释放出子代噬菌体，完成整个裂解发育。早期感染是指从噬菌体到进入复制开始的时期，晚期感染是指从复制开始到最后细胞裂解释放出子代噬菌体颗粒这一时期。噬菌体内的必需基因组不大，当噬菌体的DNA注入细菌体内时，若发生裂解发育，在早期发育过程中噬菌体的DNA会被优先复制，并转录成mRNA，mRNA可以代替宿主细胞的mRNA重新引导噬菌体的活性，从而使噬菌体大量增殖，所以一个噬菌体感染将产生大量经过复制和重组的子代噬菌体。
λ噬菌体载体
λ噬菌体载体 λ噬菌体，一种大肠杆菌双链RNA噬菌体。 是一种中等大小的温和噬菌体。迄今已经定位的λ噬菌体的基因至少有61个，其中有一半左右参与了噬菌体生命周期的活动，我们称这类基因为λ噬菌体的必要基因；另一部分基因，当它们被外源基因取代之后，并不影响噬菌体的生命功能，我们称这类基因为λ噬菌体的非必要的基因。 一．λ噬菌体的分子生物学概述 （1）λ噬菌体基因组的结构 在λ噬菌体线性双链 DNA分子的两端，各有一条由12个核劳酸组成的彼此完全互补的5′单链突出序列，即通常所说的粘性末端。注入到感染寄主细胞内的λ噬菌体的线性DNA分子，会迅速地通过粘性末端之间的互补作用，形成环形双链DNA分子。随后在DNA连接酶的作用下，将相邻的5′-P和3′-OH基团封闭起来，并进一步超盘旋化。这种由粘性末端结合形成的双链区段称为cos 位点（略语cos，系英语cohesive-end site的缩写，即粘性末端位点之意）（如图）。 在环化的状态下，λ噬菌体DNA分子的长度为48 502碱基对。
（2）λ噬菌体DNA的复制 在λ噬菌体感染的早期，环形的λ DNA分子按θ形式从双向进行复制。到了感染的晚期，控制滚环复制机理的开关被启动了，合成出了由一系列线性排列的人基因组oxA组成的长多连体分子。 （3）λ噬菌体DNA的整合与删除 λ噬菌体基因组的整合作用，是通过它的附着位点att，同大肠杆菌染色体DNA的局部同源位点之间的重组反应实现的。整合作用需要int基因的表达，它是一种可逆的过程。的复制子，这种过程叫做原噬菌体的删除作用。λ噬菌体的删除，需要噬菌体xis基因和bio基因的协同作用才能实现。 （4）λ噬菌体DNA的转录与转译 在溶菌周期，λ噬菌体DN A的转录是在三个时期，即早期、中期和晚期发生的。大体的情况是，早期基因转录确立起溶菌周期；中期基因转录的结果导致DNA进行复制和重组；晚期基因的转录最终使DNA被包装为成熟的噬菌体颗粒。 二．λ噬菌体载体的构建及其主要类型 （1）构建λ噬菌体载体的基本原理 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（insertion vectors），只具有一个可供外源DNA插入的克隆位点(如图)。 另一种是替换型载体（rePlacement vectors），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。
λ噬菌体的基因调控
λ噬菌体的基因调控 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。 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。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。裂解周期可以分为两个主要的阶段： 早期感染—从噬菌体DNA进入宿主到开始复制的这一段时期，主要合成与DNA 复制有关的酶类，如参与DNA复制、重组和修饰的酶； 晚期感染—从复制开始到最后细胞裂解释放出子代噬菌体颗粒的过程，主要合成噬菌体颗粒的蛋白质外壳，由于噬菌体需要许多不同的蛋白质外科组建成衣壳和尾，因此基因组的绝大部分是用于执行晚期功能的。 噬菌体基因表达的早期阶段只有少数基因表达，并且严重依赖宿主的转录机构，例如RNA聚合酶和σ因子。这些基因被成为早早期基因（immediate early gene）。第二类基因称为迟早期基因（delayed early gene）。裂解周期受到正调控作用，即每组基因只有受到恰当的信号刺激时才能启动表达。因此，早早期基因的表达编码了迟早期基因的调控蛋白，这种调控蛋白对于迟早期基因的表达是必需的。当噬菌体DNA开始复制时，晚期基因（late gene）开始表达。晚期基因的表达需要早早期或迟早期基因的编码产物作为信号，在λ噬菌体中，这种调控信号是一种抗终止因子。 因此，裂解性感染通常分为三个时期：第一个时期由宿主RNA聚合酶转录噬菌体早期的转录调控因子；第二个时期的基因在前一阶段表达的调控因子的作用下进行转录，此阶段表达的基因大多数为噬菌体复制所必须；第三个时期由编码噬菌体成分的基因组成，他们能够在第二个时期合成的调控因子的指导下转录。每个时期的基因都含有编码下一套基因表达所必须的转录因子基因，而本时期的基因表达也必然要受到上一阶段表达的转录因子的调控，这样裂解发育过程就形成了一种级联反应控制过程。 在级联反应中，上一阶段编码的转录调控因子对下一阶段的调控作用有几种不同的机制，调控因子可能是一种新的RNA聚合酶，或者是产生一种新的σ因子，从而使得RNA聚合酶在
大肠杆菌噬菌体的研究进展
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/a87568928.html, 大肠杆菌噬菌体的研究进展 作者：吴伟胜李玉保王守荣等 来源：《江苏农业科学》2015年第08期 摘要：大肠杆菌病为畜牧养殖业常见疾病之一，目前临床上主要依赖于抗生素进行控 制。随着大肠杆菌耐药性增强以及人们对食品安全意识的提高，急需寻找安全、高效的抗生素替代品。噬菌体是能够感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒总称，具有巨大的潜在应用价值。对近几年国内外有关大肠杆菌噬菌体的分布、分离纯化方法、保存方法、形态、pH值稳定性、温度稳定性、分子生物学以及应用方面作了简要概述，并对以后的科研和应用进行了思考和展望。 关键词：大肠杆菌；噬菌体；研究进展 中图分类号：S852.61+2 文献标志码： A[HK] 文章编号：1002-1302（2015）08-0008-03 近年来，由于畜牧养殖业大量使用抗生素，导致病原微生物的耐药性升高 [1]，同时，抗生素的使用对食品安全构成威胁。噬菌体作为一类能够感染和裂解大肠杆菌等微生物的病毒，具有宿主专一、不产生耐药性 [2]、使用安全 [3-4]等优势，在美国已应用于儿童腹泻疾病的治疗 [5]。因此，噬菌体有望在防控畜牧业肠道性疾病中替代抗生素。本文对近几年国内外关于大肠杆菌噬菌体的分离和保存方法、生物学特性等进行综述，希望能够对大肠杆菌噬菌体更深入的研究和应用提供思路和方法。 1 大肠杆菌噬菌体的分布 目前研究发现的病毒种类数量庞大，其中大部分是噬菌体 [6]。大肠杆菌噬菌体在我们生活的周围环境中普遍存在。到目前为止，学者们已经从不同的样品中分离出来多种大肠杆菌噬菌体，并对所分离的噬菌体进行了分类和命名。在养殖场的鸡粪 [7-8]和污水中 [9]，以不同的大肠杆菌为宿主菌分离到不同种类的大肠杆菌噬菌体；在养猪场的粪便中，以产肠毒素性大肠杆菌K88 为宿主菌分离并纯化了1株噬菌体PK88-4 [10]；在城市的污水中，以肠出血性大肠杆菌O157 ∶ H7为宿主菌分离出裂性噬菌体 [11]。此外，在医院的污水中，用大肠杆菌E1～E17共17种细菌做指示菌分离出1种广谱噬菌体IME11 [12]。 2 大肠杆菌噬菌体的分离纯化方法 对于噬菌体的分离纯化，大致可以分为采样、富集、分离、纯化4个步骤。每个步骤又包含1种或多种不同的方法，可以根据自身的试验条件和试验状况将不同方法组合，进而得到最佳的分离纯化方法。