5.細(xì)菌的遺傳與變異

1、第五章細(xì)菌的遺傳與變異遵義醫(yī)學(xué)院珠海校區(qū)主講：孫萬(wàn)邦問題1、何謂細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組？2、細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組機(jī)理 是什么？3、細(xì)菌可發(fā)生哪些變異？4、何謂質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座因子？基本概念遺傳(heredity)：一定條件下，細(xì)菌的性狀相對(duì)穩(wěn)定，并能代代相傳，子代與親代之間表現(xiàn)為相似性，這種現(xiàn)象稱為遺傳變異(variation)：子代與親代之間存在不同程度的差異，這種現(xiàn)象稱為變異。第一節(jié) 細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)1.細(xì)菌染色體 chromosome2.質(zhì)粒 plasmids 3.轉(zhuǎn)位因子 transposable element一、染色體（chromosome）一條環(huán)狀雙螺旋DNA長(zhǎng)鏈，按一定構(gòu)型反復(fù)回旋形

2、成松散的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；缺乏組蛋白，無核膜包裹；約含有5000個(gè)基因；雙向復(fù)制，全過程約20min。質(zhì)粒(plasmid)：是細(xì)菌染色體以外的遺傳物質(zhì)，是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA。附加體（episome）：既能以染色體外自主復(fù)制狀態(tài)存在，有能與宿主染色體細(xì)胞整合為一體狀態(tài)存在的質(zhì)粒二、質(zhì)粒質(zhì)粒具有自我復(fù)制的能力。質(zhì)粒DNA所編碼的基因產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征。質(zhì)?？勺孕衼G失與消除。質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性。質(zhì)?？煞譃橄嗳菪耘c不相容性兩種。質(zhì)粒DNA的特征常見質(zhì)粒類型F質(zhì)粒(fertility plasmids)編碼細(xì)菌 性菌毛R質(zhì)粒(resistance plasmids)編碼細(xì) 菌耐藥性Vi質(zhì)粒(virulenc

3、e plasmids)編碼細(xì) 菌毒力因子Col質(zhì)粒 碼大腸埃希菌的細(xì)菌素代謝質(zhì)粒 編碼產(chǎn)生相關(guān)的代謝酶三、轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座因子是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子上的一段特異性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移動(dòng)，不斷改變它們?cè)诨蚪M中的位置，能從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一基因組中。插入序列轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座噬菌體 轉(zhuǎn)座因子第一節(jié) 基因突變及其修復(fù)突變(mutation)：是細(xì)菌遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，導(dǎo)致細(xì)菌性狀的遺傳性變異。又稱點(diǎn)突變一、基因突變共同特征自發(fā)性和不對(duì)應(yīng)性自發(fā)突變稀少性突變率（頻率1/106-109）可誘發(fā)性誘變、誘變劑獨(dú)立性穩(wěn)定性可逆性回復(fù)突變1、波動(dòng)試驗(yàn)大腸菌SM敏感株 A 管

4、B 管培養(yǎng)后分50管 接種SM平板培養(yǎng)后菌數(shù)波動(dòng)大接種SM平板培養(yǎng)后菌數(shù)波動(dòng)不大2、影印試驗(yàn)第三節(jié) 細(xì)菌性狀變異的實(shí)例一細(xì)菌的表型變異（1）形態(tài)變異鼠疫桿菌加3%食鹽培養(yǎng)成為絲狀、球狀等（2）結(jié)構(gòu)變異葡萄球菌加PNC培養(yǎng)成為L(zhǎng)型菌（3）菌落變異 H O二細(xì)菌的基因型變異（1）細(xì)菌毒力的變異 卡介苗(BCG)（2）耐藥性變異 結(jié)核桿菌的干燥型菌落第四節(jié) 基因的轉(zhuǎn)移和重組基因轉(zhuǎn)移(gene transfer)： 外源DNA進(jìn)入受體菌?；蛑亟M(recombination) ： 轉(zhuǎn)移的DNA與受體菌DNA發(fā)生重新整合?；蜣D(zhuǎn)移重組的方式： .轉(zhuǎn)化Transformation受體菌直接攝取供體菌游離D

5、NA片段，整合后改變了受體菌的遺傳性狀。肺炎莢膜基因轉(zhuǎn)移.接合Conjugation ： 供體菌通過性菌毛與受體菌溝通，使遺傳物質(zhì)從供體菌傳遞到受體菌。F質(zhì)粒的接合R質(zhì)粒的接合接合高頻重組菌（Hfr）R質(zhì)粒有耐藥傳遞因子(RTF)和耐藥決定子(r)兩部分組成。RTF的功能與F質(zhì)粒相似，可編碼性菌毛的產(chǎn)生和通過接合轉(zhuǎn)移；R決定子能編碼對(duì)抗菌藥物的耐藥性。R質(zhì)粒的接合.轉(zhuǎn)導(dǎo)Transduction） ：以溫和噬菌體為載體，把供體菌的基因轉(zhuǎn)移到受體菌，使受體菌遺傳性狀發(fā)生改變。（）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)完全轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（）局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)( generalized transduction)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)( restricted transduction)4. 溶原性轉(zhuǎn)換(lysogenic conversion)當(dāng)噬菌體感染細(xì)菌時(shí)，宿主菌染色體中獲得了噬菌體的DNA片段，使其成為溶原狀態(tài)時(shí)，而使細(xì)菌獲得新的性狀。溶原性轉(zhuǎn)換5. 原生質(zhì)體融合(protoplast fusion)第五節(jié) 細(xì)菌遺傳變異的實(shí)際意義在疾病的診斷、治療與預(yù)防中