微生物4噬菌体5细菌的遗传变异

2011本海南医学院 病原生物学教研室 饶朗毓细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异遗传遗传 子代与亲代之间以及子代与子代之间的子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状保持相对稳定。生物学性状保持相对稳定。变异变异 在一定条件下，子代与亲代以及子代与在一定条件下，子代与亲代以及子代与子代之间的生物学性状出现差异。子代之间的生物学性状出现差异。基因型变异基因型变异 (遗传型变异遗传型变异 )表型变异表型变异 (非遗传型变异非遗传型变异 )细菌变异现象细菌变异现象 形态与结构变异 菌落变异 毒力变异 耐药性变异 细菌 L型 卡介苗 光滑（ S）型 /粗糙（ R）型细菌遗传的物质基础细菌遗传的物质基础染色体（核质）染色体（核质）质粒质粒转位因子转位因子噬菌体噬菌体一、细 菌 染 色 体 环状双螺旋的环状双螺旋的 DNA长链反复卷曲的超螺旋结构长链反复卷曲的超螺旋结构 无核膜包围，称为核质无核膜包围，称为核质 不同菌属细菌染色体的不同菌属细菌染色体的 G+C mol % 不同，不同，可作为细菌分类的依据可作为细菌分类的依据F质粒质粒 编码有性生殖编码有性生殖（致育质粒）（致育质粒）Vi质粒质粒 编码细菌毒力编码细菌毒力（毒力质粒）（毒力质粒）R质粒质粒 编码耐药性编码耐药性（耐药性质粒）（耐药性质粒）Col质粒质粒 编码大肠菌素编码大肠菌素(细菌素质粒细菌素质粒 )二、质二、质 粒粒基本特征基本特征分分 类类自我复制自我复制编码多种生物学性状编码多种生物学性状可自行丢失或人工消除可自行丢失或人工消除可转移性可转移性具有相容性和不相容性具有相容性和不相容性代谢质粒 编码代谢酶三、转位因子三、转位因子 细菌染色体或质粒 DNA分子上能改变自身位置的一段 特异性核苷酸序列片断 。插入序列插入序列转座子转座子 耐药基因、毒素基因转转 位：位： 质粒质粒 染色体染色体质粒质粒 质粒质粒转座转座 噬菌体（前噬菌体）噬菌体（前噬菌体）四、噬四、噬 菌菌 体体是能感染细菌、真菌、放线菌、螺旋体等微生物的 病毒 。因能裂解细菌故名。与细菌的变异密切相关。噬 菌 体 的 形 态蝌蚪形蝌蚪形 微球形微球形 纤线形纤线形尾髓尾丝核酸（线状双股 DNA)蝌蝌蚪蚪型型噬噬菌菌体体结结构构尾刺头头部部尾尾部部尾领尾鞘尾板噬 菌 体 的 化 学 组 成核核 酸酸蛋白质蛋白质 DNA或或 RNA头部衣壳头部衣壳尾部结构尾部结构噬 菌 体 的 分 类毒性噬菌体毒性噬菌体温和噬菌体（溶原噬菌体）温和噬菌体（溶原噬菌体）能在敏感细菌中增殖并引起细菌裂解的噬菌体。具有溶菌周期（复制周期）毒性噬菌体毒性噬菌体 吸附穿入生物合成成熟、释放毒毒 性性 噬噬 菌菌 体体 的的 复复 制制 繁繁 殖殖毒毒 性性 噬噬 菌菌 体体 的的 复复 制制 增增 殖殖1、吸附、吸附2、穿入、穿入3、生物合成、生物合成4、成熟与释放、成熟与释放溶菌周期噬 斑感染细胞后不增殖，不引起宿主菌裂解，而是将其基因整合于细菌染色体中，随宿主菌的 DNA复制而复制，并随宿主菌的分裂而传代的噬菌体。 具有溶菌周期和溶原周期。温和噬菌体温和噬菌体 1、吸附、吸附 2、穿入、穿入 3、前噬菌体形成、前噬菌体形成4、 溶原性周期溶原性周期 5、一定条件下，前噬、一定条件下，前噬菌体脱离细菌染色体菌体脱离细菌染色体6、 溶菌性周期溶菌性周期温温 和和 噬噬 菌菌 体体 的的 复复 制制 繁繁 殖殖溶原性细菌：溶原性细菌：带有前噬菌体的细菌带有前噬菌体的细菌前噬菌体前噬菌体前噬菌体：前噬菌体： 整合在细菌染色体上的噬菌体核酸。整合在细菌染色体上的噬菌体核酸。细细 菌菌 变变 异异 的的 机机 制制基因的转移与重组：基因的转移与重组：转化接合转导溶原性转换原生质融合转化转化 （ transformation） ：受体菌受体菌 直接直接 摄取供体菌游离摄取供体菌游离 DNA片段并整合重片段并整合重组，引起其某些性状发生改变的过程。组，引起其某些性状发生改变的过程。转化试验转化试验1、只有少数菌属可发生转化。2、受菌处于感受态。3、供菌 DNA必须与受菌 DNA同源性A BC D供体菌供体菌 DNA片段受体菌供体 DNA受体 DNADNA接合蛋白细细 菌菌 的的 转转 化化接合接合 F质粒的接合遗传物质通过遗传物质通过 性菌毛性菌毛 从供体菌转移到受体菌从供体菌转移到受体菌，使受体菌遗传性状发生改变的过程。，使受体菌遗传性状发生改变的过程。 R 质粒接合质粒接合R 质粒包括：质粒包括：耐药传递因子（耐药传递因子（ RTF）：）： 编码性菌毛编码性菌毛耐药决定因子（耐药决定因子（ r factor）：）： 编码耐药性编码耐药性AC DB普遍性转导普遍性转导局限性转导局限性转导转导转导 完全转导流产转导以以 温和噬菌体温和噬菌体 为载体，将供体菌的遗传物质转移为载体，将供体菌的遗传物质转移到受体菌中，使受体菌获得新性状的过程。到受体菌中，使受体菌获得新性状的过程。普遍性转导普遍性转导供体菌受体 菌局限性转导局限性转导普遍性转导和局限性转导的区别普遍性转导和局限性转导的区别普遍性转导 局限性转导发生时期 裂解期 溶原期转导物质 任何部位 特定部位后果 完全转导或流产转导