《水处理微生物学》课程PPT教学课件（双语版）Section E Bacterial genetics

Section E Bacterial genetics 细菌的遗传 E7 Bacteriophage 噬菌体

Section E Bacterial genetics 细菌的遗传 E7 Bacteriophage 噬菌体

1. Structure of bacteriophage(噬菌体的结构) 1.1噬菌体:微生物病毒 1.2噬菌体的结构:核酸基因组+衣壳(蛋白质外壳) 襄E1噬菌体葚因组性质 核酸类型 结构 举例 DNA 单链 环状 X174 MI3 双链 线性 T型噬曹体 环状 PiP RNA 单链 线性 双链 线性 46

1.Structure of bacteriophage（噬菌体的结构） ◼ 1.1 噬菌体：微生物病毒； ◼ 1.2 噬菌体的结构：核酸基因组+ 衣壳（蛋白质外壳）

1. Structure of bacteriophage(噬菌体的结构) 13衣壳:高度有序的结构蛋白亚单位组成,赋予噬菌体明显的形 状。构成衣壳的蛋白质数目从1种(简单噬菌体MS2)到25种(复 合噬菌体T4)不等。 14噬菌体有三种形态: 20面体( icosahedron):20个三角形面构成的特殊形状,这个形状在 自然界中非常普遍,因为它是一个非常容易装配的外壳 丝状( filamentoυUs):由衣壳蛋白装配成的螺旋状结构的蛋白管。 复合体( complex):噬菌体有20面体的头部和螺旋状的尾部构成。 如T型偶数类噬菌体,头部为拉长的20面体,尾部能收缩或者不能收 缩,有尾鞘或者没有尾鞘,有基片(基板)或者尾丝相连。尾部的 作用是帮助遗传物质注入细胞

1.Structure of bacteriophage（噬菌体的结构） ◼ 1.3 衣壳：高度有序的结构蛋白亚单位组成，赋予噬菌体明显的形 状。构成衣壳的蛋白质数目从1种（简单噬菌体MS2）到25种（复 合噬菌体T4）不等。 ◼ 1.4 噬菌体有三种形态： ◼ 20面体（icosahedron）：20个三角形面构成的特殊形状，这个形状在 自然界中非常普遍，因为它是一个非常容易装配的外壳。 ◼ 丝状（filamentous）：由衣壳蛋白装配成的螺旋状结构的蛋白管。 ◼ 复合体（complex）：噬菌体有20面体的头部和螺旋状的尾部构成。 如T型偶数类噬菌体，头部为拉长的20面体，尾部能收缩或者不能收 缩，有尾鞘或者没有尾鞘，有基片（基板）或者尾丝相连。尾部的 作用是帮助遗传物质注入细胞

形态 嗽蘸体举例 十而体 4x174 PM2 丝状 fd. M13 复合体 头部 头部 是部 T嘛菌体 尾部 尾丝

I um T4噬菌体结构和侵染细菌

T4噬菌体结构和侵染细菌

2 A typical phage life cycle(典型噬菌体的生活周期) 噬菌体的生活周期有一个共同的模式: 2.1吸附( adsorption):噬菌体侵染宿主需要附着在宿主细胞表 面上的特异受体上。受体是蛋白质或者多糖,他们可以始终存在, 也可以在硬顶的条件下产生。如:T4噬菌体的吸附位点是脂多糖 T2噬菌体的吸附位点是脂蛋白,λ噬菌体只有当细菌在含有麦芽 糖培养基上生长时才能结合在外膜的麦芽糖转运蛋白上。 2.2侵λ( pentration):噬菌体的头部的溶菌酶溶解宿主细胞壁 的肽聚糖,尾鞘收缩将DNA注入细胞。多数情况下,外源DNA可 以被宿主细胞内的核酸内切酶降解。宿主的DNA被甲基化修饰, 阻止被降解。某些噬菌体有甲基化作用的机制时,才能存活. 2.3核酸复制( nucleic acid replication):新噬菌体首先指导 成所需的酶,这些蛋白被称为早期蛋白;经过短时间后,产生大 量的噬菌体结构蛋白等蛋白质,这些称为晩期蛋白

2.A typical phage life cycle（典型噬菌体的生活周期） ◼ 噬菌体的生活周期有一个共同的模式： ◼ 2.1 吸附（adsorption）：噬菌体侵染宿主需要附着在宿主细胞表 面上的特异受体上。受体是蛋白质或者多糖，他们可以始终存在， 也可以在硬顶的条件下产生。如：T4噬菌体的吸附位点是脂多糖， T2噬菌体的吸附位点是脂蛋白，λ噬菌体只有当细菌在含有麦芽 糖培养基上生长时才能结合在外膜的麦芽糖转运蛋白上。 ◼ 2.2 侵入（pentration）：噬菌体的头部的溶菌酶溶解宿主细胞壁 的肽聚糖，尾鞘收缩将DNA注入细胞。多数情况下，外源DNA可 以被宿主细胞内的核酸内切酶降解。宿主的DNA被甲基化修饰， 阻止被降解。某些噬菌体有甲基化作用的机制时，才能存活。 ◼ 2.3 核酸复制（nucleic acid replication）：新噬菌体首先指导合 成所需的酶，这些蛋白被称为早期蛋白；经过短时间后，产生大 量的噬菌体结构蛋白等蛋白质，这些称为晚期蛋白

2 A typical phage life cycle(典型噬菌体的生活周期) 24噬菌体装配( phage assembly):一旦噬菌体的衣壳成分和核酸 被完全合成,新的噬菌体便自发组装。 25释放( release):噬菌体通过裂解细胞壁而释放,完成噬菌体 的一个生活周期,具有这种周期的噬菌体称为烈性噬菌体。噬菌 体用酶软化细胞壁,裂解细胞后释放出大约50~-100个噬菌体;也 有的线性噬菌体穿过细胞壁后释放,并不损伤细胞

2.A typical phage life cycle（典型噬菌体的生活周期） ◼ 2.4 噬菌体装配（phage assembly）：一旦噬菌体的衣壳成分和核酸 被完全合成，新的噬菌体便自发组装。 ◼ 2.5 释放（release）：噬菌体通过裂解细胞壁而释放，完成噬菌体 的一个生活周期，具有这种周期的噬菌体称为烈性噬菌体。噬菌 体用酶软化细胞壁，裂解细胞后释放出大约50~100个噬菌体；也 有的线性噬菌体穿过细胞壁后释放，并不损伤细胞

受体蛋白 核酸 吸附 侵入 R 释放 蛋白 宿主染色体降解 a 核酸和嗽菌体 蛋白质生物合成 菌体装配 图F7.2典型烈性噬菌体的生活周期

3. Lysogenic life cycle c溶原型噬菌体的生活周期) 3.1许多噬菌体,比较典型的是λ噬菌体进入宿主细胞后并不裂解 循环,而是将他们的DNA整合到细菌的染色体上成为原噬菌体, 并且随着细胞的分裂不断地复制。在某些因素的诱导下,噬菌体 DNA从染色体上切离,进入裂解周期。 ■3.2噬菌体的这种特性称为溶原性; 3.3噬菌体DNA整合到细菌染色体上以后,称为原噬菌体;

3.Lysogenic life cycle（溶原型噬菌体的生活周期） ◼ 3.1 许多噬菌体，比较典型的是λ噬菌体进入宿主细胞后并不裂解 循环，而是将他们的DNA整合到细菌的染色体上成为原噬菌体， 并且随着细胞的分裂不断地复制。在某些因素的诱导下，噬菌体 DNA从染色体上切离，进入裂解周期。 ◼ 3.2 噬菌体的这种特性称为溶原性； ◼ 3.3 噬菌体DNA整合到细菌染色体上以后，称为原噬菌体；

受体蛋白 噬菌体颗粒 吸附 核酸 饔解周期 崆曹体从染 色体切高 咳菌体DNA 环化 诱导,如通过 DNA损伤 原嗽曹体整合 至染色体上 细胞分裂 溶源菌 溶源菌 图E73溶源性噬菌体的生活周期