噬菌體是細(xì)菌病毒的總稱。噬菌體基因組含有許多個(gè)基因，但所有已知的噬菌體都是細(xì)菌細(xì)胞中利用細(xì)菌的核糖體、蛋白質(zhì)合成時(shí)所需的各種因子、各種氨基酸和能量產(chǎn)生系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其自身的生長(zhǎng)和增殖。一旦離開了宿主細(xì)胞，噬菌體既不能生長(zhǎng)，也不能復(fù)制。
噬菌體顆粒在結(jié)構(gòu)上有很大差別，一般可分成三種類型，即無(wú)尾部結(jié)構(gòu)的二十面體，有尾部結(jié)構(gòu)的二十面體和線狀體，迄今已知的噬菌體大多數(shù)是有尾部結(jié)構(gòu)的二十面體。
噬菌體顆粒感染一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞后可迅速生成幾百個(gè)子代噬菌體顆粒，每個(gè)子代顆粒又可感染細(xì)菌細(xì)胞，再生成幾百個(gè)子代噬菌體顆粒。如此重復(fù)只需4次，一個(gè)噬菌體顆粒便可使幾十億個(gè)細(xì)菌感染而死亡。當(dāng)把細(xì)菌涂布在培養(yǎng)基上，長(zhǎng)成一層菌苔時(shí)，一個(gè)噬菌體感染其中一個(gè)細(xì)菌時(shí)，便會(huì)同上面所說(shuō)的那樣，把該細(xì)菌周圍的成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)菌感染致死，在培養(yǎng)基的菌苔上出現(xiàn)一個(gè)由于細(xì)菌被噬菌體裂解后造成的空斑，這便稱為噬菌斑(plaque)。每一噬菌體除了能使宿主細(xì)菌裂解死亡外，還有一些噬菌體感染細(xì)菌后，并不使細(xì)胞死亡，稱為溫和噬菌體，這些噬菌體感染細(xì)菌后，將其自身的基因組整合進(jìn)宿主細(xì)胞的基因組，此時(shí)，這種宿主細(xì)菌稱為溶原性細(xì)菌。溶原性細(xì)菌內(nèi)存在的整套噬菌體DNA基因組稱為原噬菌體(prophage)，溶原性細(xì)菌不會(huì)產(chǎn)生許多子噬菌體顆粒，也不會(huì)裂解；但當(dāng)條件改變使溶原周期終止時(shí)，宿主細(xì)胞就會(huì)因原噬菌體的增殖而裂解死亡，釋放出許多子代噬菌體顆粒。
溶原性細(xì)菌有兩個(gè)特點(diǎn)。第一，溶原性細(xì)菌在被噬菌體感染并溶原化后，不會(huì)被同種噬菌體再次感染，這是超感染免疫性。第二，經(jīng)過(guò)若干世代后，溶原性細(xì)菌會(huì)開始進(jìn)入溶菌周期，即溶原性細(xì)菌的誘發(fā)。此時(shí)，原噬菌體從宿主基因組上切離下來(lái)進(jìn)行增殖。
λ噬菌體載體不具有質(zhì)粒載體的抗生素抗性的標(biāo)記基因；因此，對(duì)λ重組分子的選擇主要有下面幾種方法。
① cI基因功能選擇 cI基因編碼的阻遏蛋白可使感染了λ噬菌體的大腸桿菌進(jìn)入溶原化狀態(tài)。如果在插入型載體的克隆位點(diǎn)上，或是置換型載體的可置換片段中，放上一個(gè)cI基因，當(dāng)外源DNA插入或取代時(shí)，便破壞了cI基因，使出現(xiàn)cI-表型。此時(shí)，λ重組分子生成的是透亮的噬菌斑，而未重組的λ噬菌體由于仍保有cI基因，所以宿主細(xì)菌是溶原化的，就生成混沌的噬菌斑。
②lac Z基因功能選擇 lac Z基因的產(chǎn)物為盧—半乳糖苷酶，在Xgal—IPTG培養(yǎng)基上顯現(xiàn)藍(lán)色。在插入型載體的lac Z基因序列中引入限制性內(nèi)切核酸酶的切點(diǎn)，外源DNA插入這個(gè)克隆位點(diǎn)就會(huì)破壞lac Z基因，于是在上述培養(yǎng)基上出現(xiàn)無(wú)色的噬菌斑。如果沒有同外源DNA形成λ重組分子，則lac Z基因未遭破壞，在培養(yǎng)基上出現(xiàn)藍(lán)色的噬菌斑。
③spi-選擇 λ噬菌體的red和gam基因產(chǎn)物可抑制噬菌體在宿主細(xì)菌中正常生長(zhǎng)，red-和gam-突變型λ噬菌體則可正常生長(zhǎng)。當(dāng)置換型載體的可置換片段中放上red和gam基因后，外源DNA片段取代了置換片段，則同時(shí)除去了red、gam基因，就可在宿主菌中生長(zhǎng)，否則就不能正常生長(zhǎng)。
噬菌體顆粒在結(jié)構(gòu)上有很大差別，一般可分成三種類型，即無(wú)尾部結(jié)構(gòu)的二十面體，有尾部結(jié)構(gòu)的二十面體和線狀體，迄今已知的噬菌體大多數(shù)是有尾部結(jié)構(gòu)的二十面體。
噬菌體顆粒感染一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞后可迅速生成幾百個(gè)子代噬菌體顆粒，每個(gè)子代顆粒又可感染細(xì)菌細(xì)胞，再生成幾百個(gè)子代噬菌體顆粒。如此重復(fù)只需4次，一個(gè)噬菌體顆粒便可使幾十億個(gè)細(xì)菌感染而死亡。當(dāng)把細(xì)菌涂布在培養(yǎng)基上，長(zhǎng)成一層菌苔時(shí)，一個(gè)噬菌體感染其中一個(gè)細(xì)菌時(shí)，便會(huì)同上面所說(shuō)的那樣，把該細(xì)菌周圍的成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)菌感染致死，在培養(yǎng)基的菌苔上出現(xiàn)一個(gè)由于細(xì)菌被噬菌體裂解后造成的空斑，這便稱為噬菌斑(plaque)。每一噬菌體除了能使宿主細(xì)菌裂解死亡外，還有一些噬菌體感染細(xì)菌后，并不使細(xì)胞死亡，稱為溫和噬菌體，這些噬菌體感染細(xì)菌后，將其自身的基因組整合進(jìn)宿主細(xì)胞的基因組，此時(shí)，這種宿主細(xì)菌稱為溶原性細(xì)菌。溶原性細(xì)菌內(nèi)存在的整套噬菌體DNA基因組稱為原噬菌體(prophage)，溶原性細(xì)菌不會(huì)產(chǎn)生許多子噬菌體顆粒，也不會(huì)裂解；但當(dāng)條件改變使溶原周期終止時(shí)，宿主細(xì)胞就會(huì)因原噬菌體的增殖而裂解死亡，釋放出許多子代噬菌體顆粒。
溶原性細(xì)菌有兩個(gè)特點(diǎn)。第一，溶原性細(xì)菌在被噬菌體感染并溶原化后，不會(huì)被同種噬菌體再次感染，這是超感染免疫性。第二，經(jīng)過(guò)若干世代后，溶原性細(xì)菌會(huì)開始進(jìn)入溶菌周期，即溶原性細(xì)菌的誘發(fā)。此時(shí)，原噬菌體從宿主基因組上切離下來(lái)進(jìn)行增殖。
λ噬菌體載體不具有質(zhì)粒載體的抗生素抗性的標(biāo)記基因；因此，對(duì)λ重組分子的選擇主要有下面幾種方法。
① cI基因功能選擇 cI基因編碼的阻遏蛋白可使感染了λ噬菌體的大腸桿菌進(jìn)入溶原化狀態(tài)。如果在插入型載體的克隆位點(diǎn)上，或是置換型載體的可置換片段中，放上一個(gè)cI基因，當(dāng)外源DNA插入或取代時(shí)，便破壞了cI基因，使出現(xiàn)cI-表型。此時(shí)，λ重組分子生成的是透亮的噬菌斑，而未重組的λ噬菌體由于仍保有cI基因，所以宿主細(xì)菌是溶原化的，就生成混沌的噬菌斑。
②lac Z基因功能選擇 lac Z基因的產(chǎn)物為盧—半乳糖苷酶，在Xgal—IPTG培養(yǎng)基上顯現(xiàn)藍(lán)色。在插入型載體的lac Z基因序列中引入限制性內(nèi)切核酸酶的切點(diǎn)，外源DNA插入這個(gè)克隆位點(diǎn)就會(huì)破壞lac Z基因，于是在上述培養(yǎng)基上出現(xiàn)無(wú)色的噬菌斑。如果沒有同外源DNA形成λ重組分子，則lac Z基因未遭破壞，在培養(yǎng)基上出現(xiàn)藍(lán)色的噬菌斑。
③spi-選擇 λ噬菌體的red和gam基因產(chǎn)物可抑制噬菌體在宿主細(xì)菌中正常生長(zhǎng)，red-和gam-突變型λ噬菌體則可正常生長(zhǎng)。當(dāng)置換型載體的可置換片段中放上red和gam基因后，外源DNA片段取代了置換片段，則同時(shí)除去了red、gam基因，就可在宿主菌中生長(zhǎng)，否則就不能正常生長(zhǎng)。