第四章細菌的遺傳與變異課件講義_第1頁
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細菌的遺傳和變異遺傳——細菌在一定的環(huán)境條件下生長繁殖,通過DNA復制,將其各種性狀相對穩(wěn)定地傳給子代,從而保持其種屬原有特性的現(xiàn)象。變異——細菌繁殖過程中,外界環(huán)境條件發(fā)生變化或細菌遺傳物質(zhì)發(fā)生改變,細菌的某些性狀也隨之發(fā)生改變的現(xiàn)象。細菌的變異可分為遺傳性變異(基因型變異)和非遺傳性變異(表型變異)。細菌的遺傳和變異遺傳——細菌在一定的環(huán)境條件下生長繁殖,通過1遺傳性變異與非遺傳性變異的比較:遺傳性變異非遺傳性變異基因改變+-遺傳+-可逆性-+外界環(huán)境-+變異幅度個別細胞群體遺傳性變異與非遺傳性變異的比較:遺傳性變異非遺傳性變異基因改2細菌的變異現(xiàn)象形態(tài)與結構的變異

L型變異莢膜變異芽胞變異鞭毛變異毒力變異耐藥性變異菌落變異細菌的變異現(xiàn)象形態(tài)與結構的變異3L型變異

青霉素、溶菌酶

正常形態(tài)細菌L型變異抗體或補體等(部分或完全失去細胞壁)

L型變異青霉4L型變異L型細菌(Lformedbacteria)的特征:可通過細菌濾器革蘭染色多為陰性常呈現(xiàn)高度多形態(tài)改變可生長性——在含血清的高滲低瓊脂培養(yǎng)基中能緩慢生長,形成中央厚而四周薄的“油煎蛋”樣小菌落、顆粒型菌落或絲狀型菌落等可致病性——與某些慢性和反復感染有關,易耐藥、易誤診、漏診或久治不愈

L型變異L型細菌(Lformedbacteria)的特征5毒力變異增強

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌溶原性白喉棒狀桿菌(不產(chǎn)白喉毒素)(產(chǎn)白喉毒素)減弱

膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基

牛分枝桿菌卡介苗

13年(230代)毒力變異增強6概念:細菌對某種抗菌藥物由敏感變成耐藥的變異常見細菌:金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌等有些細菌還同時耐受多種抗菌藥物,即多重耐藥性,甚至產(chǎn)生藥物依賴性。含鏈霉素培基

痢疾桿菌依鏈株

長期培養(yǎng)

耐藥性變異

概念:細菌對某種抗菌藥物由敏感變成耐藥的變異

耐藥性變異

7細菌遺傳變異的物質(zhì)基礎

細菌染色體質(zhì)粒噬菌體轉座因子

細菌遺傳變異的物質(zhì)基礎細菌染色體8遺傳物質(zhì)DNA的結構

遺傳物質(zhì)DNA的結構9遺傳物質(zhì)DNA的復制(半保留復制)遺傳物質(zhì)DNA的復制10真核生物的染色體原核生物的染色體染色體的形態(tài)真核生物的染色體原核生物的染色體染色體的形態(tài)11細菌染色體細菌屬于原核細胞型微生物,細菌染色體是環(huán)狀雙螺旋DNA,不含組蛋白,無核膜包圍。基因,是具有一定生物學功能的核苷酸序列,如編碼結構蛋白、酶等功能。細菌基因的結構是連續(xù)的,無內(nèi)含子。細菌染色體DNA的復制:大腸埃希菌已證明是雙向復制

細菌染色體細菌屬于原核細胞型微生物,細菌染色體是環(huán)狀雙螺旋12質(zhì)粒(plasmid)質(zhì)粒是細菌染色體外的遺傳物質(zhì),是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA。大質(zhì)粒小質(zhì)粒幾種重要的質(zhì)粒致育質(zhì)粒(F質(zhì)粒)耐藥質(zhì)粒毒力質(zhì)粒(Vi質(zhì)粒)細菌素質(zhì)粒代謝質(zhì)粒質(zhì)粒(plasmid)質(zhì)粒是細菌染色體外的遺傳物質(zhì),是環(huán)狀閉13致育質(zhì)粒(F質(zhì)粒)與有性生殖有關帶有F質(zhì)粒的為雄性菌,能長出性菌毛;無F質(zhì)粒的為雌性菌,無性菌毛致育質(zhì)粒(F質(zhì)粒)與有性生殖有關14耐藥性質(zhì)粒編碼細菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性??赏ㄟ^細菌間接合進行傳遞的稱接合性耐藥質(zhì)粒,又稱R質(zhì)粒不能通過接合傳遞的非接合性耐藥質(zhì)粒,但可通過噬菌體傳遞。耐藥性質(zhì)粒編碼細菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性。15毒力質(zhì)粒(Vi質(zhì)粒)編碼與該菌致病性有關的毒力因子。如致病性的大腸埃希菌產(chǎn)生的耐熱性腸毒素是由ST質(zhì)粒編碼的。細菌粘附定植在腸粘膜表面是由K質(zhì)粒決定的。毒力質(zhì)粒(Vi質(zhì)粒)編碼與該菌致病性有關的毒力因子。16細菌素質(zhì)粒編碼各種細菌產(chǎn)生的細菌素。Col質(zhì)粒編碼大腸埃希菌產(chǎn)生大腸菌素細菌素質(zhì)粒編碼各種細菌產(chǎn)生的細菌素。17代謝質(zhì)粒編碼產(chǎn)生相關的代謝酶。沙門菌發(fā)酵乳糖的能力通常是由質(zhì)粒決定的代謝質(zhì)粒編碼產(chǎn)生相關的代謝酶。18質(zhì)粒的特征自我復制能力,為復制子,單拷貝或多拷貝緊密型質(zhì)粒和松弛型質(zhì)粒編碼產(chǎn)物賦予細菌某些性狀特征可自行丟失與消除有轉移性可分為相容性和不相容性質(zhì)粒的特征19轉位因子是存在于細菌染色體或質(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,不斷改變它們在基因組的位置,能從一個基因組轉移到另一個基因組中。轉位因子是存在于細菌染色體或質(zhì)粒DNA分子上的一段特異性核苷20轉位因子插入序列(insertionsequence,IS):是最小的轉位因子,長度不超過2kb,不攜帶任何已知與插入功能無關的基因區(qū)域,往往是插入后與插入點附近的序列共同起作用,可能是原細胞正常代謝的調(diào)節(jié)開關之一。轉位因子插入序列(insertionsequence,IS21轉位因子轉座子(transposon,Tn):長度一般超過2kb,除攜帶與轉位有關的基因外,還攜帶耐藥性基因、抗金屬基因、毒素基因及其他結構基因等。因此當Tn插入某一基因時,一方面可引起插入基因失活產(chǎn)生基因突變,另一方面可因帶入耐藥性基因而使細菌獲得耐藥性。轉座子可能與細菌的多重耐藥性有關。轉位因子轉座子(transposon,Tn):22常見轉座子轉座子攜帶耐藥或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP(氨芐青霉素)Tn4AP、SM(鏈霉素)、Su(磺胺)Tn5Km(卡那霉素)Tn6KmTn7TMP(甲氧芐氨嘧啶)、SMTn9Cm(氯霉素)Tn10Tc(四環(huán)素)tn551Em(紅霉素)Tn971EmTn1681大腸埃希菌(腸毒素基因)常見轉座子轉座子攜帶耐藥或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP23噬菌體轉座噬菌體或前噬菌體:是一些具有轉座功能的溶原性噬菌體,當整合到細菌染色體上,能改變?nèi)茉约毦哪承┥飳W性狀,如白喉棒狀桿菌、肉毒梭菌等的外毒素就是由轉座噬菌體的有關基因所編碼的。另外,轉座噬菌體從細菌染色體分離脫落時,可能連帶有細菌的DNA片段,故它還可能在遺傳物質(zhì)轉移過程中起載體作用。噬菌體轉座噬菌體或前噬菌體:24基因的轉移和重組基因轉移:外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉入某受體菌細胞的過程稱為基因轉移(genetransfer)。重組:轉移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組(recombination),使受體菌獲得供體菌的某些性狀。細菌的基因轉移和重組可通過轉化、接合、轉導、溶原性轉換和細胞融合等方式進行?;虻霓D移和重組基因轉移:25轉化(transformation)轉化是供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝取,使受體菌獲得新的性狀。轉化現(xiàn)象在肺炎鏈球菌、葡萄球菌和流感嗜血桿菌等中被證實。轉化(transformation)轉化是供體菌裂解游離的D26轉化試驗轉化試驗27轉化轉化因子(transformingprinciple):轉化的DNA片段,分子量小于107,最多不超過10-20個基因轉化因子吸附在受體菌表面受體上,然后再被攝入解鏈,一鏈進入受體菌,另一鏈為進入提供能量進入的單股DNA與受體菌DNA進行重組受體菌DNA復制,子代菌一個與原型菌的DNA序列鏈相同仍保持原來的性狀,另一個比原型菌多一段外來的DNA序列而獲得新的性狀稱為轉化菌的突變株轉化轉化因子(transforming28接合(conjugation)接合是細菌通過性菌毛相互連接溝通,將遺傳物質(zhì)(主要是質(zhì)粒DNA)從供體菌轉移給受體菌。接合性質(zhì)粒:能通過接合方式轉移的質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒,F(xiàn)質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Col質(zhì)粒和毒力質(zhì)粒。接合(conjugation)接合是細菌通過性菌毛相互連接溝29接合F質(zhì)粒的接合F+×F-高頻重組菌(highfrequencyrecombination,Hfr)F′F+、

Hfr、F′都為雄菌接合F質(zhì)粒的接合30接合R質(zhì)粒的接合R質(zhì)粒與耐藥性有關,尤其與多重耐藥性有關耐藥傳遞因子(resistancetransferfactor,RTF)與F質(zhì)粒相似,編碼性菌毛的產(chǎn)生和通過接合轉移耐藥(r)決定子r-dir能編碼對抗菌藥物的耐藥性,可由幾個轉座子連接相鄰排列,如Tn9帶有氯霉素耐藥基因,Tn4帶有氨芐青霉素、磺胺、鏈霉素的耐藥基因,Tn5帶有卡那霉素的耐藥基因。接合R質(zhì)粒的接合31接合R質(zhì)粒決定耐藥的機制:使細菌產(chǎn)生滅活抗生素的酶類R質(zhì)??刂萍毦淖兯幬镒饔玫陌胁课籖質(zhì)粒可控制細菌細胞對藥物的通透性接合R質(zhì)粒決定耐藥的機制:32轉導(transduction)轉導是以轉導噬菌體為載體,將供體菌的一段DNA轉移到受體菌內(nèi),使受體菌獲得新的性狀。普遍性轉導(generalizedtransduction)局限性轉導(restrictedtransduction)轉導(transduction)轉導是以轉導噬菌體為載體,將33普遍性轉導前噬菌體從溶原菌染色體上脫離,進行增殖裝配時,誤將(1/105~107)細菌的DNA片段裝入噬菌體的頭部,成為一個轉導噬菌體。當它感染受體菌時,則將供體菌DNA轉移給受體菌。因被包裝的DNA可以是供體菌染色體上的任何部分,故稱為普遍性轉導。普遍性轉導前噬菌體從溶原菌染色體上脫離,進行增殖裝配時,誤34普遍性轉導完全轉導外源性DNA片段與受體菌的染色體整合,并隨染色體而傳代,稱完全轉導流產(chǎn)轉導外源性DNA片段游離在胞質(zhì)中,既不能與受體菌染色體整合,也不能自身復制,稱為流產(chǎn)轉導普遍性轉導完全轉導35局限性轉導前噬菌體從宿主菌染色體上脫離時發(fā)生偏差,將前噬菌體兩側的宿主染色體基因轉移到受體菌,使受體菌的遺傳性狀發(fā)生改變的過程所轉導的只限于供體菌染色體上特定的基因局限性轉導前噬菌體從宿主菌染色體上脫離時發(fā)生偏差,將前噬菌體36普遍性轉導與局限性轉導的區(qū)別區(qū)別要點普遍性轉導局限性轉導基因轉導發(fā)生的時期裂解期溶原期轉導的遺傳物質(zhì)供體菌染色體DNA任何部位或質(zhì)粒噬菌體DNA及供體菌DNA的特定部位轉導的后果完全轉導或流產(chǎn)轉導受體菌獲得供體菌DNA特定部位的遺傳特性轉導頻率受體菌的10-7轉導頻率較普遍轉導增加1000倍(10-4)普遍性轉導與局限性轉導的區(qū)別區(qū)別要點普遍性轉導局限性轉導基因37溶原性轉換(lysogenicconversion)溶原性轉換是當噬菌體感染細菌時,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)時而致細菌獲得新的性狀。白喉棒狀桿菌溶原性轉換(lysogenicconversion)溶原38原生質(zhì)體融合(protopastfusion)原生質(zhì)體融合是將兩種不同的細菌經(jīng)溶菌酶或青霉素等處理,失去細胞壁成為原生質(zhì)體后進行彼此融合的過程。聚乙二醇可促使二種原生質(zhì)體的融合。原生質(zhì)體融合是一種人工基因轉移系統(tǒng),本質(zhì)上與基因轉移無關或關系很小。原生質(zhì)體融合(protopastfusion)原生質(zhì)體融39細菌遺傳變異的實際意義在疾病的診斷、治療與預防中的應用在測定致癌物質(zhì)中的應用在流行病學中的應用在基因工程中的應用細菌遺傳變異的實際意義在疾病的診斷、治療與預防中的應用40在疾病的診斷、治療與預防中的應用

形態(tài)、結構、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的變異,使得診斷復雜化如金黃色葡萄球菌的耐藥性菌株增加,絕大由金黃色變成灰白色,血漿凝固酶陰性的葡萄球菌也成為致病菌,給診斷帶來困難;傷寒沙門菌有10%不產(chǎn)生鞭毛,檢查無動力,無H抗體,影響正確判斷。耐藥菌株日益增多,因此以藥敏實驗為指導減毒菌株和無毒株可制備成疫苗在疾病的診斷、治療與預防中的應用

形態(tài)、結構、染色性、生化特41在測定致癌物質(zhì)中的應用凡能誘導細菌發(fā)生突變的物質(zhì)都有可能是致癌物質(zhì)。Ames實驗傷寒沙門菌(his-)——(his+)在測定致癌物質(zhì)中的應用凡能誘導細菌發(fā)生突變的物質(zhì)都有可能是致42在流行病學中的應用分子生物學分析方法已被用于流行病學調(diào)查質(zhì)粒指紋圖(PEP)對噬菌體的敏感性,對細菌素的敏感性在流行病學中的應用分子生物學分析方法已被用于流行病學調(diào)查43在基因工程中的應用基因工程是根據(jù)遺傳變異中細菌可因基因轉移和重組而獲得新性狀的原理設計的切取目的基因——連接到載體上——轉移到工程菌內(nèi),大量表達目的基因產(chǎn)物目前已大量生產(chǎn)胰島素、干擾素、多種生長激素、rIL-2等細胞因子和乙肝疫苗等生物制品在基因工程中的應用基因工程是根據(jù)遺傳變異中細菌可因基因轉移和44復習思考題1.名詞解釋:質(zhì)粒;R質(zhì)粒;F質(zhì)粒;噬菌體;毒性噬菌體;溫和噬菌體;前噬菌體;溶原性細菌;轉座子;轉化;轉導;接合;溶源性轉換;原生質(zhì)體融合。2.細菌變異的表現(xiàn)形式有哪些?舉例說明。3.什么是質(zhì)粒?與醫(yī)學關系如何?醫(yī)學上重要質(zhì)粒有哪些?4.簡述細菌可通過哪些方式獲得新的性狀?5.簡述耐藥性質(zhì)粒及其在細菌間傳遞耐藥性的方式。

復習思考題1.名詞解釋:質(zhì)粒;R質(zhì)45END!Bye-bye!END!46細菌的遺傳和變異遺傳——細菌在一定的環(huán)境條件下生長繁殖,通過DNA復制,將其各種性狀相對穩(wěn)定地傳給子代,從而保持其種屬原有特性的現(xiàn)象。變異——細菌繁殖過程中,外界環(huán)境條件發(fā)生變化或細菌遺傳物質(zhì)發(fā)生改變,細菌的某些性狀也隨之發(fā)生改變的現(xiàn)象。細菌的變異可分為遺傳性變異(基因型變異)和非遺傳性變異(表型變異)。細菌的遺傳和變異遺傳——細菌在一定的環(huán)境條件下生長繁殖,通過47遺傳性變異與非遺傳性變異的比較:遺傳性變異非遺傳性變異基因改變+-遺傳+-可逆性-+外界環(huán)境-+變異幅度個別細胞群體遺傳性變異與非遺傳性變異的比較:遺傳性變異非遺傳性變異基因改48細菌的變異現(xiàn)象形態(tài)與結構的變異

L型變異莢膜變異芽胞變異鞭毛變異毒力變異耐藥性變異菌落變異細菌的變異現(xiàn)象形態(tài)與結構的變異49L型變異

青霉素、溶菌酶

正常形態(tài)細菌L型變異抗體或補體等(部分或完全失去細胞壁)

L型變異青霉50L型變異L型細菌(Lformedbacteria)的特征:可通過細菌濾器革蘭染色多為陰性常呈現(xiàn)高度多形態(tài)改變可生長性——在含血清的高滲低瓊脂培養(yǎng)基中能緩慢生長,形成中央厚而四周薄的“油煎蛋”樣小菌落、顆粒型菌落或絲狀型菌落等可致病性——與某些慢性和反復感染有關,易耐藥、易誤診、漏診或久治不愈

L型變異L型細菌(Lformedbacteria)的特征51毒力變異增強

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌溶原性白喉棒狀桿菌(不產(chǎn)白喉毒素)(產(chǎn)白喉毒素)減弱

膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基

牛分枝桿菌卡介苗

13年(230代)毒力變異增強52概念:細菌對某種抗菌藥物由敏感變成耐藥的變異常見細菌:金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌等有些細菌還同時耐受多種抗菌藥物,即多重耐藥性,甚至產(chǎn)生藥物依賴性。含鏈霉素培基

痢疾桿菌依鏈株

長期培養(yǎng)

耐藥性變異

概念:細菌對某種抗菌藥物由敏感變成耐藥的變異

耐藥性變異

53細菌遺傳變異的物質(zhì)基礎

細菌染色體質(zhì)粒噬菌體轉座因子

細菌遺傳變異的物質(zhì)基礎細菌染色體54遺傳物質(zhì)DNA的結構

遺傳物質(zhì)DNA的結構55遺傳物質(zhì)DNA的復制(半保留復制)遺傳物質(zhì)DNA的復制56真核生物的染色體原核生物的染色體染色體的形態(tài)真核生物的染色體原核生物的染色體染色體的形態(tài)57細菌染色體細菌屬于原核細胞型微生物,細菌染色體是環(huán)狀雙螺旋DNA,不含組蛋白,無核膜包圍?;?是具有一定生物學功能的核苷酸序列,如編碼結構蛋白、酶等功能。細菌基因的結構是連續(xù)的,無內(nèi)含子。細菌染色體DNA的復制:大腸埃希菌已證明是雙向復制

細菌染色體細菌屬于原核細胞型微生物,細菌染色體是環(huán)狀雙螺旋58質(zhì)粒(plasmid)質(zhì)粒是細菌染色體外的遺傳物質(zhì),是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA。大質(zhì)粒小質(zhì)粒幾種重要的質(zhì)粒致育質(zhì)粒(F質(zhì)粒)耐藥質(zhì)粒毒力質(zhì)粒(Vi質(zhì)粒)細菌素質(zhì)粒代謝質(zhì)粒質(zhì)粒(plasmid)質(zhì)粒是細菌染色體外的遺傳物質(zhì),是環(huán)狀閉59致育質(zhì)粒(F質(zhì)粒)與有性生殖有關帶有F質(zhì)粒的為雄性菌,能長出性菌毛;無F質(zhì)粒的為雌性菌,無性菌毛致育質(zhì)粒(F質(zhì)粒)與有性生殖有關60耐藥性質(zhì)粒編碼細菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性。可通過細菌間接合進行傳遞的稱接合性耐藥質(zhì)粒,又稱R質(zhì)粒不能通過接合傳遞的非接合性耐藥質(zhì)粒,但可通過噬菌體傳遞。耐藥性質(zhì)粒編碼細菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性。61毒力質(zhì)粒(Vi質(zhì)粒)編碼與該菌致病性有關的毒力因子。如致病性的大腸埃希菌產(chǎn)生的耐熱性腸毒素是由ST質(zhì)粒編碼的。細菌粘附定植在腸粘膜表面是由K質(zhì)粒決定的。毒力質(zhì)粒(Vi質(zhì)粒)編碼與該菌致病性有關的毒力因子。62細菌素質(zhì)粒編碼各種細菌產(chǎn)生的細菌素。Col質(zhì)粒編碼大腸埃希菌產(chǎn)生大腸菌素細菌素質(zhì)粒編碼各種細菌產(chǎn)生的細菌素。63代謝質(zhì)粒編碼產(chǎn)生相關的代謝酶。沙門菌發(fā)酵乳糖的能力通常是由質(zhì)粒決定的代謝質(zhì)粒編碼產(chǎn)生相關的代謝酶。64質(zhì)粒的特征自我復制能力,為復制子,單拷貝或多拷貝緊密型質(zhì)粒和松弛型質(zhì)粒編碼產(chǎn)物賦予細菌某些性狀特征可自行丟失與消除有轉移性可分為相容性和不相容性質(zhì)粒的特征65轉位因子是存在于細菌染色體或質(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,不斷改變它們在基因組的位置,能從一個基因組轉移到另一個基因組中。轉位因子是存在于細菌染色體或質(zhì)粒DNA分子上的一段特異性核苷66轉位因子插入序列(insertionsequence,IS):是最小的轉位因子,長度不超過2kb,不攜帶任何已知與插入功能無關的基因區(qū)域,往往是插入后與插入點附近的序列共同起作用,可能是原細胞正常代謝的調(diào)節(jié)開關之一。轉位因子插入序列(insertionsequence,IS67轉位因子轉座子(transposon,Tn):長度一般超過2kb,除攜帶與轉位有關的基因外,還攜帶耐藥性基因、抗金屬基因、毒素基因及其他結構基因等。因此當Tn插入某一基因時,一方面可引起插入基因失活產(chǎn)生基因突變,另一方面可因帶入耐藥性基因而使細菌獲得耐藥性。轉座子可能與細菌的多重耐藥性有關。轉位因子轉座子(transposon,Tn):68常見轉座子轉座子攜帶耐藥或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP(氨芐青霉素)Tn4AP、SM(鏈霉素)、Su(磺胺)Tn5Km(卡那霉素)Tn6KmTn7TMP(甲氧芐氨嘧啶)、SMTn9Cm(氯霉素)Tn10Tc(四環(huán)素)tn551Em(紅霉素)Tn971EmTn1681大腸埃希菌(腸毒素基因)常見轉座子轉座子攜帶耐藥或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP69噬菌體轉座噬菌體或前噬菌體:是一些具有轉座功能的溶原性噬菌體,當整合到細菌染色體上,能改變?nèi)茉约毦哪承┥飳W性狀,如白喉棒狀桿菌、肉毒梭菌等的外毒素就是由轉座噬菌體的有關基因所編碼的。另外,轉座噬菌體從細菌染色體分離脫落時,可能連帶有細菌的DNA片段,故它還可能在遺傳物質(zhì)轉移過程中起載體作用。噬菌體轉座噬菌體或前噬菌體:70基因的轉移和重組基因轉移:外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉入某受體菌細胞的過程稱為基因轉移(genetransfer)。重組:轉移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組(recombination),使受體菌獲得供體菌的某些性狀。細菌的基因轉移和重組可通過轉化、接合、轉導、溶原性轉換和細胞融合等方式進行?;虻霓D移和重組基因轉移:71轉化(transformation)轉化是供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝取,使受體菌獲得新的性狀。轉化現(xiàn)象在肺炎鏈球菌、葡萄球菌和流感嗜血桿菌等中被證實。轉化(transformation)轉化是供體菌裂解游離的D72轉化試驗轉化試驗73轉化轉化因子(transformingprinciple):轉化的DNA片段,分子量小于107,最多不超過10-20個基因轉化因子吸附在受體菌表面受體上,然后再被攝入解鏈,一鏈進入受體菌,另一鏈為進入提供能量進入的單股DNA與受體菌DNA進行重組受體菌DNA復制,子代菌一個與原型菌的DNA序列鏈相同仍保持原來的性狀,另一個比原型菌多一段外來的DNA序列而獲得新的性狀稱為轉化菌的突變株轉化轉化因子(transforming74接合(conjugation)接合是細菌通過性菌毛相互連接溝通,將遺傳物質(zhì)(主要是質(zhì)粒DNA)從供體菌轉移給受體菌。接合性質(zhì)粒:能通過接合方式轉移的質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒,F(xiàn)質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Col質(zhì)粒和毒力質(zhì)粒。接合(conjugation)接合是細菌通過性菌毛相互連接溝75接合F質(zhì)粒的接合F+×F-高頻重組菌(highfrequencyrecombination,Hfr)F′F+、

Hfr、F′都為雄菌接合F質(zhì)粒的接合76接合R質(zhì)粒的接合R質(zhì)粒與耐藥性有關,尤其與多重耐藥性有關耐藥傳遞因子(resistancetransferfactor,RTF)與F質(zhì)粒相似,編碼性菌毛的產(chǎn)生和通過接合轉移耐藥(r)決定子r-dir能編碼對抗菌藥物的耐藥性,可由幾個轉座子連接相鄰排列,如Tn9帶有氯霉素耐藥基因,Tn4帶有氨芐青霉素、磺胺、鏈霉素的耐藥基因,Tn5帶有卡那霉素的耐藥基因。接合R質(zhì)粒的接合77接合R質(zhì)粒決定耐藥的機制:使細菌產(chǎn)生滅活抗生素的酶類R質(zhì)粒控制細菌改變藥物作用的靶部位R質(zhì)粒可控制細菌細胞對藥物的通透性接合R質(zhì)粒決定耐藥的機制:78轉導(transduction)轉導是以轉導噬菌體為載體,將供體菌的一段DNA轉移到受體菌內(nèi),使受體菌獲得新的性狀。普遍性轉導(generalizedtransduction)局限性轉導(restrictedtransduction)轉導(transduction)轉導是以轉導噬菌體為載體,將79普遍性轉導前噬菌體從溶原菌染色體上脫離,進行增殖裝配時,誤將(1/105~107)細菌的DNA片段裝入噬菌體的頭部,成為一個轉導噬菌體。當它感染受體菌時,則將供體菌DNA轉移給受體菌。因被包裝的DNA可以是供體菌染色體上的任何部分,故稱為普遍性轉導。普遍性轉導前噬菌體從溶原菌染色體上脫離,進行增殖裝配時,誤80普遍性轉導完全轉導外源性DNA片段與受體菌的染色體整合,并隨染色體而傳代,稱完全轉導流產(chǎn)轉導外源性DNA片段游離在胞質(zhì)中,既不能與受體菌染色體整合,也不能自身復制,稱為流產(chǎn)轉導普遍性轉導完全轉導81局限性轉導前噬菌體從宿主菌染色體上脫離時發(fā)生偏差,將前噬菌體兩側的宿主染色體基因轉移到受體菌,使受體菌的遺傳性狀發(fā)生改變的過程所轉導的只限于供體菌染色體上特定的基因局限性轉導前噬菌體從宿主菌染色體上脫離時發(fā)生偏差,將前噬菌體82普遍性轉導與局限性轉導的區(qū)別區(qū)別要點普遍性轉導局限性轉導基因轉導發(fā)生的時期裂解期溶原期轉導的遺傳物質(zhì)供體菌染色體DNA任何部位或質(zhì)粒噬菌體DNA及供體菌DNA的特定部位轉導的后果完全轉導或流產(chǎn)轉導受體菌獲得供體菌DNA特定部位的遺傳特性轉導頻

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