第五章細(xì)菌的遺傳變異

第五章細(xì)菌的遺傳變異第1頁，共20頁。第一節(jié)細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)

一.

基因組（genome）

位于核體，是遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。環(huán)狀雙鏈雙螺旋DNA鏈組成，二.

質(zhì)粒（plasmid）

細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，編碼細(xì)菌各種重要的生物學(xué)性狀。

第2頁，共20頁。

1.致育質(zhì)?；騀質(zhì)粒（fertilityplasmid）

編碼性菌毛的質(zhì)粒2.毒力質(zhì)?；騐i質(zhì)粒（virulenceplasmid）編碼細(xì)菌各種毒力因子，編碼菌毛質(zhì)粒，ST和LT質(zhì)粒

3.耐藥質(zhì)?；騌質(zhì)粒（resistanceplasmid）細(xì)菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的抗性

4.細(xì)菌素質(zhì)?？刂萍?xì)菌產(chǎn)生菌素(一）質(zhì)粒的種類第3頁，共20頁。1.質(zhì)?？梢宰陨韽?fù)制。2.質(zhì)粒編碼細(xì)菌各種重要的生物學(xué)性狀。3.質(zhì)?？勺孕衼G失或經(jīng)人工處理而消除。4.質(zhì)粒可轉(zhuǎn)移。5.具有相容性和不相容性。(二)質(zhì)粒的特點(diǎn)第4頁，共20頁。三、轉(zhuǎn)座因子（transposableelement）：是細(xì)菌基因組中能改變自身位置的一類獨(dú)特的DNA片段，即在染色體上可移動的DNA片斷。依賴自身合成的特異性轉(zhuǎn)位酶。常引起細(xì)菌致病性和耐藥性的變化。包括插入序列、轉(zhuǎn)座子、Mu噬菌體、基因盒-整合子系統(tǒng)。四、毒力島（pathogenicityisland，PAI）：

位于細(xì)菌染色體內(nèi)的，分子結(jié)構(gòu)和功能有別于細(xì)菌染色體的毒力基因群。第5頁，共20頁。第二節(jié)基因變異機(jī)制一基因突變：指生物細(xì)胞遺傳物質(zhì)DNA分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生了穩(wěn)定的可遺傳的變化。它是生物進(jìn)化的－個重要因素。

第6頁，共20頁。按發(fā)生改變的范圍大?。?.染色體畸變：染色體的一大段發(fā)生了變化。

2.點(diǎn)突變：相應(yīng)基因上的DNA鏈中一個或少數(shù)幾個核苷酸對的改變。（一）類型第7頁，共20頁。按細(xì)菌基因突變條件不同：1.自發(fā)突變：自然發(fā)生的突變，突變率很低。2.人工誘變：應(yīng)用誘變因素的影響下而發(fā)生的突變，其突變率常高于自然突變。

第8頁，共20頁。

二基因的轉(zhuǎn)移與重組

外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌進(jìn)入受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程稱為基因轉(zhuǎn)移（genetransfer)；轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組(recombination)。細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組的主要方式有轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合等。第9頁，共20頁。轉(zhuǎn)化：供體菌游離的DNA片段直接進(jìn)入受體菌，使受體菌獲得新的性狀。一、轉(zhuǎn)化(transformation)第10頁，共20頁。實(shí)驗(yàn):研究肺炎球菌時發(fā)現(xiàn)。第11頁，共20頁。①加S菌DNA②加S菌DNA及DNA酶以外的酶③加S菌的DNA和DNA酶④加S菌的RNA⑤加S菌的蛋白質(zhì)⑥加S菌的莢膜多糖活R菌長出S菌只有R菌1944年Avery從熱死S型S.pneumoniae中提純了可能作為轉(zhuǎn)化因子的各種成分，在離體條件下進(jìn)行了轉(zhuǎn)化試驗(yàn)：只有S型細(xì)菌的DNA才能將S.Pneumoniae的R型轉(zhuǎn)化為S型。且DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率也越高。第12頁，共20頁。注：受體菌必須處于感受態(tài)才能轉(zhuǎn)化感受態(tài)：細(xì)胞生活周期中的一種特殊的生理狀態(tài)。轉(zhuǎn)化過程第13頁，共20頁。

二、轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）

轉(zhuǎn)導(dǎo)：以溫和噬菌體為媒介，把供體菌的DNA小片段攜帶到受體菌中，通過交換與整合，使受體菌獲得供體菌的部分遺傳性狀。

兩種類型：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)。第14頁，共20頁。1.普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：被裝入的DNA片段可以是供體菌染色體上的任何部分。第15頁，共20頁。

局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)：為噬菌體所介導(dǎo)的供體菌染色體上個別特定基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)。2.局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)

第16頁，共20頁。

接合：是兩個完整的細(xì)菌細(xì)胞通過性菌毛直接接觸，由供體細(xì)菌將質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移給受體細(xì)菌的過程。

三、接合（conjugation）第17頁，共20頁。接合過程:以F質(zhì)粒接合為例第18頁，共20頁。

轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合三種方式其本質(zhì)都是遺傳物質(zhì)從供體細(xì)胞向受體細(xì)胞轉(zhuǎn)移，但DNA轉(zhuǎn)移方式不同：轉(zhuǎn)化是通過受體菌的細(xì)胞膜；接合是通過細(xì)菌性菌毛；轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過噬菌體。細(xì)菌轉(zhuǎn)移方式的比較第19頁，共20頁。第四節(jié)細(xì)菌遺傳變異研究的實(shí)際意義（略）一、在診斷疾病上的應(yīng)用

要作出正確診斷，不但要熟悉細(xì)菌的典型特性，還要