醫(yī)學(xué)微生物-第章-噬菌體遺傳變異課件

醫(yī)學(xué)微生物--第章-噬菌體遺傳變異醫(yī)學(xué)微生物--第章-噬菌體遺傳變異醫(yī)學(xué)微生物--第章-噬菌體遺傳變異第一頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。醫(yī)學(xué)微生物--第章-噬菌體遺傳變異醫(yī)學(xué)微生物--第章-噬菌體結(jié)構(gòu)：由頭部和尾部組成；化學(xué)組成：蛋白質(zhì)與核酸；核酸類(lèi)型：為DNA或RNA，大多數(shù)DNA噬菌體的DNA為線(xiàn)狀雙鏈；噬菌體具有抗原性；抵抗力：比一般細(xì)菌繁殖體強(qiáng)。第二頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。結(jié)構(gòu)：由頭部和尾部組成；第二頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分第二節(jié)毒性噬菌體

噬菌體可分為兩種類(lèi)型：

1.毒性噬菌體：能在宿主菌內(nèi)復(fù)制增殖，產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解細(xì)菌。

2.溫和噬菌體或溶原性噬菌體：噬菌體基因組整合于宿主菌染色體中，不產(chǎn)生子代噬菌體，也不引起細(xì)菌裂解，但噬菌體DNA隨細(xì)菌基因組的復(fù)制而復(fù)制，并隨細(xì)菌的分裂而分配至子代細(xì)菌的基因組中。第三頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。第二節(jié)毒性噬菌體噬菌體可分為兩種類(lèi)型：第三頁(yè)，編輯于星毒性噬菌體的復(fù)制周期

毒性噬菌體在宿主菌內(nèi)的增殖過(guò)程（復(fù)制周期或溶菌周期）包括吸附、穿入、生物合成、成熟與釋放等四個(gè)階段。

參見(jiàn)病毒的復(fù)制。第四頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。毒性噬菌體的復(fù)制周期毒性噬菌體在宿主菌內(nèi)的增殖過(guò)程（噬斑：在固體培養(yǎng)基上，將適量噬菌體和宿主菌液混合接種培養(yǎng)后，培養(yǎng)基表面可出現(xiàn)透亮的溶菌空斑，每個(gè)空斑系由一個(gè)噬菌體復(fù)制增殖并裂解宿主菌后形成的。噬斑形成單位

第五頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。噬斑：在固體培養(yǎng)基上，將適量噬菌體和宿主菌液混合接種培養(yǎng)后，前噬菌體：整合在細(xì)菌染色體上的噬菌體基因溶原性細(xì)菌：帶有前噬菌體的細(xì)菌。溶原性：溫和噬菌體具有產(chǎn)生成熟子代噬菌體顆粒和裂解宿主菌的潛在能力。

溫和噬菌體有三種存在狀態(tài)：游離的具有感染性的噬菌體顆粒；宿主菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)類(lèi)似質(zhì)粒形式的噬菌體核酸；前噬菌體。第三節(jié)溫和噬菌體第六頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。前噬菌體：整合在細(xì)菌染色體上的噬菌體基因第三節(jié)溫和噬菌體第

溫和噬菌體有溶原性周期和溶菌性周期，而毒性噬菌體只有一個(gè)溶菌性周期。第七頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。溫和噬菌體有溶原性周期和溶菌性周期，而毒性噬菌體只有

溶原性轉(zhuǎn)換：

某些前噬菌體可導(dǎo)致細(xì)菌基因型和性狀發(fā)生改變。例如白喉棒狀桿菌產(chǎn)生白喉毒素的機(jī)理第八頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。溶原性轉(zhuǎn)換：第八頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。第四節(jié)噬菌體的應(yīng)用1、細(xì)菌的鑒定和分型2、檢測(cè)標(biāo)本中的未知細(xì)菌3、基因工程的工具4、細(xì)菌性感染的治療第九頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。第四節(jié)噬菌體的應(yīng)用1、細(xì)菌的鑒定和分型第九頁(yè)，編輯于星期三思考題1.噬菌體的概念及其特征。2.毒性噬菌體和溫和噬菌體、前噬菌體、溶原性細(xì)菌、溶原性轉(zhuǎn)換的概念及特征。3.溶菌性周期與溶原性周期的區(qū)別。第十頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。思考題1.噬菌體的概念及其特征。第十頁(yè)，編輯于星期三：二十一第4章細(xì)菌的遺傳變異第十一頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。第4章細(xì)菌的遺傳變異第十一頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。第十二頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。第十二頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。

BCG：牛型結(jié)核桿菌（有毒株）

膽汁-甘油-馬鈴薯培養(yǎng)

13年，230次傳代

減毒株（BCG）基因型變異：BCG表型變異：細(xì)菌L型第十三頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。BCG：牛型結(jié)核桿菌（有毒株）第十三頁(yè)，編輯于星期三：二十基因型和表型變異的比較基因型變異表型變異基因結(jié)構(gòu)變化未變可逆性不或極少可逆穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定環(huán)境影響涉及細(xì)菌數(shù)不受影響受影響個(gè)別全體第十四頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分?；蛐秃捅硇妥儺惖谋容^基因型變異表型變異基因結(jié)構(gòu)變第一節(jié)細(xì)菌的遺傳物質(zhì)

細(xì)菌染色體：dsDNA，580～5220

kbp復(fù)制快：105

bp/min

無(wú)組蛋白，無(wú)內(nèi)含子，為連續(xù)基因單倍體：突變后更易表現(xiàn)一、細(xì)菌基因組的主要組成第十五頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。第一節(jié)細(xì)菌的遺傳物質(zhì)細(xì)菌染色體：dsDNA，580～52質(zhì)粒（plasmid）：復(fù)制能力轉(zhuǎn)移能力整合能力相容性丟失或消除

功能：F質(zhì)粒－轉(zhuǎn)移；Vi質(zhì)粒－毒力

R質(zhì)粒－耐藥；Col質(zhì)粒－細(xì)菌素噬菌體基因組第十六頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。質(zhì)粒（plasmid）：復(fù)制能力功能：F質(zhì)粒－轉(zhuǎn)移；Vi質(zhì)粒二、細(xì)菌基因組中主要的特殊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)座元件（轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)座子，跳躍基因）

可在細(xì)菌或其它生物的基因組中改變自身位置的獨(dú)特DNA序列。導(dǎo)致基因不穩(wěn)定和高突變率。保留性轉(zhuǎn)位：轉(zhuǎn)座酶原位切割再插入新位點(diǎn)復(fù)制性轉(zhuǎn)位：復(fù)制新的拷貝至新位點(diǎn)第十七頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。二、細(xì)菌基因組中主要的特殊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)座元件（轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)座子，跳躍基插入序列(insertionsequence，IS):數(shù)百至2000bp

兩端重復(fù)序列，與插入有關(guān)中心序列有轉(zhuǎn)位酶基因第十八頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。插入序列(insertionsequence，IS):數(shù)轉(zhuǎn)座子(transposon，Tn):2000~25000

bp

兩端為IS中心序列有與轉(zhuǎn)位無(wú)關(guān)基因如：毒素基因、耐藥基因等第十九頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。轉(zhuǎn)座子(transposon，Tn):2000~2500整合子（integron，In）：定位于細(xì)菌染色體、質(zhì)?；蜣D(zhuǎn)座子上基本結(jié)構(gòu)：兩端為保守末端，中間為可變區(qū)，含一個(gè)或多個(gè)基因盒整合子含有3個(gè)功能元件：重組位點(diǎn)；整合酶基因；啟動(dòng)子通過(guò)轉(zhuǎn)座子或接合性質(zhì)粒，使多種耐藥基因在細(xì)菌中進(jìn)行水平傳播第二十頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。整合子（integron，In）：第二十頁(yè)，編輯于星期三：二第二節(jié)細(xì)菌基因突變影印平板：自發(fā)的，隨機(jī)的，非誘導(dǎo)的藥物僅起選擇作用第二十一頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。第二節(jié)細(xì)菌基因突變影印平板：自發(fā)的，隨機(jī)的，非誘導(dǎo)的藥第二

突變率：10-6~10-9自發(fā)突變與誘發(fā)突變突變與選擇回復(fù)突變與抑制突變一、基因突變規(guī)律第二十二頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。一、基因突變規(guī)律第二十二頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。彷徨試驗(yàn)：隨機(jī)的、非定向的突變是在接觸噬菌體之前就已發(fā)生，噬菌體對(duì)突變僅起篩選而不是誘導(dǎo)作用。第二十三頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。彷徨試驗(yàn)：隨機(jī)的、非定向的突變是在接觸噬第二十三頁(yè)，編輯于星二、突變型細(xì)菌及其分離：

抗性突變(耐藥性)藥敏試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)缺陷突變型營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)篩選條件致死性突變型溫度敏感試驗(yàn)發(fā)酵陰性突變型乳糖發(fā)酵試驗(yàn)第二十四頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。二、突變型細(xì)菌及其分離：第二十四頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)第三節(jié)基因的轉(zhuǎn)移和重組轉(zhuǎn)移：供菌提供DNA；受菌接受DNA重組：受菌獲得供菌DNA類(lèi)型

基因來(lái)源

轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)化

供菌

受菌攝入接合

供菌

通過(guò)性菌毛轉(zhuǎn)導(dǎo)

供菌

噬菌體媒介溶原性轉(zhuǎn)換

噬菌體

前噬菌體第二十五頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。第三節(jié)基因的轉(zhuǎn)移和重組轉(zhuǎn)移：供菌提供DNA；受菌接受DNA

轉(zhuǎn)化（transformation）：受菌主動(dòng)攝取外源性DNA供菌死亡時(shí)釋放或人工方法提取DNA第二十六頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。轉(zhuǎn)化（transformation）：第二十六頁(yè)，編輯于星

影響因素：供受菌基因型：同源性；親緣關(guān)系近，轉(zhuǎn)化率高感受態(tài)（competence）：生理活動(dòng)過(guò)程中攝取轉(zhuǎn)化因子的最佳時(shí)期環(huán)境因素：Mg2＋、Ca2＋等可促進(jìn)轉(zhuǎn)化第二十七頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。影響因素：第二十七頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）噬菌體媒介將供菌DNA轉(zhuǎn)給受菌分普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)第二十八頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）第二十八頁(yè)，編輯于星期三：二毒性噬菌體，溫和噬菌體包裝錯(cuò)誤：任何部位細(xì)菌DNA片段轉(zhuǎn)導(dǎo)性噬菌體：宿主菌DNA，無(wú)噬菌體DNA受菌接受轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體(供菌)DNA受菌獲得供菌性狀普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：第二十九頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。毒性噬菌體，溫和噬菌體普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：第二十九頁(yè)，編輯于局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)：溫和性噬菌體脫落錯(cuò)誤：前噬菌體及兩邊的細(xì)菌DNA轉(zhuǎn)導(dǎo)性噬菌體：噬菌體DNA及細(xì)菌DNA第三十頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)：溫和性噬菌體脫落錯(cuò)誤：前噬菌體及兩邊的細(xì)菌D接合（conjugation）通過(guò)性菌毛將供菌DNA轉(zhuǎn)給受體菌，受體菌獲得供體菌性狀第三十一頁(yè)，編輯于星期三：二十一點(diǎn)五分。接合（conjugation）第三十一頁(yè)，編輯于星期三：二十F質(zhì)粒（fertilityfactor,致育因子）接觸：細(xì)胞質(zhì)溝通轉(zhuǎn)移：