大肠杆菌的λ-噬菌体.ppt

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1、第一节克隆载体1.质粒载体（plasimidvectors）2.噬菌体载体（phagevectors）3.柯斯质粒载体（cosmidvectors）4.人工染色体载体（B/Y/HAC）噬菌体简介组成：蛋白质、核酸.结构：蛋白质外壳、尾巴尾巴上的微丝可以把噬菌体的DNA注入细菌内。是比细菌还小得多的微生物，噬菌体侵犯细菌，可以认为它是细菌里的“寄生虫”。Bacteriophage(phage)噬菌体或病毒的DNA能被开发成为基因工程的有用载体，因为：1.高效率的感染性能使外源基因高效导入受体细胞；2.自主复制繁殖性能使外源基因在

2、受体细胞中高效扩增。大肠杆菌的λ-噬菌体（一）λ-噬菌体的生物学特性1、由外壳包装蛋白和λ-DNA组成2、λ-DNA的物理图谱（1）功能相近的基因在基因组中聚集在一起目前已经被确定的基因至少61种，一半为必需基因48.5kb（2）线状双链DNA，两端各有一个12bp的互补单链（粘性末端，cohesive-endsite），称λcossite，粘性末端粘连接变成环状DNA。λcos位点是噬菌体包装必需序列。λ噬菌体基因大致分为3个区：功能区：裂解相关S和R，复制相关O和P非必须区：非必须，基因重组int（intagrate）及x

3、is（excision）结构区：A～J19个基因，编码头、尾部蛋白质3、感染周期（溶菌循环）λDNA复制早期：一个ori，双向复制晚期：滚环复制--多个λDNA分子形成线状多联体头部包装蛋白首先结合在cos区的附近，形成包装启动复合物，A蛋白切割cos位点。包装E4、溶源状态的建立噬菌体感染大肠杆菌后，DNA直接整合到宿主细胞染色体DNA上，并不裂解细胞，这种情况称为溶源状态。DNA重组技术一般需要噬菌体处于溶源状态。整合主要由cI和int基因的产物所激活，这两个基因的开放与关闭取决于宿主细胞本身的性质。cI基因：编码阻遏蛋白

4、，是感染了λ噬菌体的寄主细胞进入溶源化的必要条件。cI基因失活或缺失的λ噬菌体无法使寄主细胞发生溶源化效应。噬菌体基因组可以整合到大肠杆菌染色体DNA上，成为原噬菌体。适当条件下，原噬菌体又可以脱离寄主染色体，重新变成独立的复制子，这种过程叫做原噬菌体的删除作用。超感染免疫性λ噬菌体DNA的整合与删除：溶源性细菌，由于含有原噬菌体，故不能再次被同种噬菌体感染。溶源性细菌所具有的这种抗御同种噬菌体再感染的特性叫做超感染免疫性。噬菌体的溶源和裂解入侵E.coli后，可以按裂解或建立溶原两种生活方式生存和繁殖。侵犯细菌时，只是DNA

5、侵入，然后利用细菌的酶来复制、转录、翻译。λ-DNA载体的构建λ噬菌体的缺陷：基因组太大（48.5kb）；酶切点太多，它有5个BamH1位点（G↓GATCC），6个BgⅠ位点（A↓GATCT），5个EcoRⅠ位点（G↓AATTC）。野生型只能接纳一定长度的DNA。若相当于λ噬菌体的75-105%，那么只能接纳48.5kb×5%=2.425kb的DNA。重组的λDNA分子难于直接导入宿主细胞—利用体外包装成病毒颗粒，然后通过感染的方法注入DNA。切去部分非必须的区域；抹去多余的限制性内切酶切割位点；插入可供选择的标记基因；建立体

6、外包装系统。构建λ噬菌体克隆载体的基本策略：插入型载体、取代型载体根据切除的多少，将λ-DNA分为两大类载体：1、缩短长度野生型:上限51kbλ-DNA：48.5kb，外源基因2.5kbλ-DNA上有40-50%的DNA是复制，裂解所不必需的，切除便提高装载量。插入型载体（insertionvector）经改造后只具有一个可供外源DNA插入的克隆位点,长度为37kb，为包装的下限，它本身也能被包装，允许插入片段最大为14kb.必须携带标记基因取代型载体（substitutionvector）具有成对的克隆位点,空载的载体DNA

7、只26kb，不能被包装，无法进入受体细胞中去,不需要标记基因.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。应用：替换型载体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。删除重复的酶切位点:野生型λDNA链上有5个EcoRI位点和7个HindIII位点，不利于重组操作，必须删除至1-2个.为了便于各种来源的DNA片段的克隆，还需要增加一些单一的酶切位点.2、酶切位点的删除或增加采用定点突变技术或甲基化酶处理必需区内的酶识别序

8、列使其失活。3、灭活某些与裂解周期有关的基因将无义突变引入噬菌体裂解周期所需的基因，如将头部包装蛋白基因的CAG突变成UAG。这些噬菌体只能在具有特异校正基因编码产物的菌株内繁殖。当这种λDNA进入一般大肠杆菌菌株后，不能合成有活性的头部蛋白，也就不能被包装和裂解细菌，可阻止