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噬菌体的特点和种类
2015-01-11 22:08
有同学和我讨论了很久,噬菌体的遗传物质就是DNA这句话是不是对的,其实理解起来很简单却也很复杂,大家在学习的过程为了更省心,喜欢将一些知识模板化或者绝对化,不仅好记忆,做题时也方便判断,但生命太神奇了,充满变数,因此目前的生命科学也充满了未知和特例。就目前高中学习的T2噬菌体,它的遗传物质就是DNA,但噬菌体可不仅只有这么一种。

噬菌体是一类感染细菌和放线菌等微生物的病毒。


一、发现史

1915年,由英国细菌学家Twort首次发现。当时Twort在培养葡萄球菌过程中,发现菌落上出现了透明斑,利用接种针接触此透明斑后再接触另一菌落,结果后者也出现了相同的透明斑。

1917年,法国科学家dHerelle也发现含有志贺痢疾杆菌的新鲜液体培养物能被某种无菌的污水滤液所溶解,并使混浊的液体培养物变清,将此种澄清液再过滤加到另一敏感菌株的新鲜培养物中,获得了相同的结果。dHerelle将这种能使菌落形成透明斑以及使混浊液体培养物变清的溶菌因子称为噬菌体。


随着对噬菌体本质的认识和对噬菌体进行大量的研究,许多噬菌体的超微结构、分子组成和繁殖特性不断地得到了揭示,从而大大地丰富了分子病毒学的内容。由于噬菌体的宿主细胞细菌结构简单,繁殖迅速,操作方便,从而使噬菌体不仅成为在分子水平上研究病毒基因组复制,转录和表达的理想工具,而且。一些噬菌体还是进行外源性基因克隆和分子生物学研究的有用载体。


二、噬菌体的结构

1.结构简单:同其他病毒一样,具有感染性的噬菌体由蛋白质衣壳和核心组成,其核心部分有的噬菌体仅为核酸,有的则由其他成分与核酸共同组成。

2.多样性的原因:噬菌体衣壳形态结构具有较大的变化。根据其形态结构特点,可分为有尾噬菌体,无尾噬菌体和丝状噬菌体三种类型。包被在噬菌体衣壳内的核酸有的是DNA,有的是RNADNARNA分子呈线状,或呈环状,或为单链或为双链。


三、种类

 

1.有尾噬菌体

在噬菌体中数量最多,且壳体结构变化最大。最常见的有尾噬菌体包括T4T7P2P22、λ、φ29。有尾噬菌体的壳体由头部和尾部组成,头部和尾部通过颈部相连。头部通常呈二十面体对称,尾部呈螺旋对称。

         

有尾噬菌体的核酸组成均为双链DNA,其中除了Rφ6双链DNA为环状和超螺旋化外,所有的噬菌体都为双链线状DNA

可分为两大类:① 烈性噬菌体:T噬菌体系列(T1-T7),结构大同小异,外貌一般呈蝌蚪状,头部含有双链DNA分子,颈部是中空的针状结构及外鞘,尾部由基板、尾针和尾丝组成。② 温和性噬菌体: P1和λ噬菌体。例如λ和P1噬菌体,λ和P1各代表一种略有不同的溶源性类型。P1噬菌体侵入后并不整合到细菌的DNA上,独立存在于细胞质内,λ噬菌体通过交换整合到细菌DNA上。

T2噬菌体的一个品系,属于T系噬菌体。这是一类专门寄生在细菌体内的病毒,具有蝌蚪状外形,头部呈正20面体,外壳由蛋白质构成,头部包裹DNA作为遗传物质。仅蛋白质分子中含有硫,磷几乎都存在于DNA分子中。

化学组成:60%是蛋白质,40%DNA。仅蛋白质分子中含有硫,磷几乎都存在于DNA分子中。英语字母T的意思是type,即类型。后面的数字,奇数型的噬菌体和偶数型的噬菌体结构不同。T2噬菌体属于偶数系。侵染寄主时,尾鞘收缩,头部的DNA即通过中空的尾部注入细胞内。进而通过寄主体内的物质合成子代噬菌体。

1952年,赫尔希(Hershey)和蔡斯(Chase)等利用T2噬菌体侵染实验证明了遗传物质是DNA,但并没有证明遗传物质不是蛋白质。


2.球形噬菌体

                 

壳体并不象有尾噬菌体哪样复杂,但不同的噬菌体在核酸组上却差别较大,有的为双链DNA分子,如 PM2噬菌体;有的为正极性单链环状 DNA分子,如φX174噬菌体;有的为正极性单链 RNA分子,如 MS2;还有的为多节段双链 RNA分子,如φ6。 

3.丝状噬菌体

丝状噬菌体也称为杆状噬菌体,M13fd都属于丝状噬菌体,其核心部分由单链环状DNA构成。

总之,噬菌体的遗传物质有单链DNA、双链DNA、单链RNA和双链RNA


分类:高中生物必修二 | 阅读(1686) |评论(0)
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