第05章 细菌的遗传变异.ppt

第5章 细菌的遗传变异复旦大学上海医学院钱利生教授 BCG 牛型结核杆菌 有毒株 胆汁 甘油 马铃薯培养13年 230次传代减毒株 BCG 基因型变异 BCG表型变异 细菌L型 基因型和表型变异的比较 基因型变异 表型变异 基因结构 变化未变 可逆性 不或极少可逆 稳定性 稳定不稳定 环境影响 涉及细菌数 不受影响受影响 个别全体 一 细菌的遗传物质 细菌染色体 dsDNA 3 2 5 106bp复制快 105bp min无组蛋白 无内含子 为连续基因单倍体 突变后更易表现 质粒 plasmid 复制能力转移能力整合能力相容性丢失或消除 功能 F质粒 转移 Vi质粒 毒力R质粒 耐药 Col质粒 细菌素 转位因子 IS insertionsequence 750 1550bp两端重复序列 与插入有关中心序列有转位酶基因 Tn transposon 2000 25000bp两端为IS中心序列有与转位无关基因如 毒素基因 耐药基因等 常见的插入序列和转座子 ISbpTn耐药或毒素基因 IS1768Tn1AP 氨苄青霉素 IS21327Tn6Kan 卡那霉素 IS31300Tn10Tet 四环素 IS41426Tn551Em 红霉素 IS51195Tn681E coliET 肠毒素 整合子 integron In 定位于细菌染色体 质粒或转座子上基本结构 两端为保守末端 中间为可变区 含一个或多个基因盒整合子含有3个功能元件 重组位点 整合酶基因 启动子通过转座子或接合性质粒 使多种耐药基因在细菌中进行水平传播 噬菌体 bacteriophage 形态结构 蝌蚪形衣壳 蛋白质核酸 dsDNA 分布广 有菌就有噬菌体宿主特异性 流行病调查 分型参与细菌变异 转导 溶原性转换 二 转移和重组 转移 供菌提供DNA 受菌接受DNA重组 受菌获得供菌DNA 类型基因来源转移方式 转化供菌受菌摄入 接合供菌通过性菌毛 转导供菌噬菌体媒介 溶原性转换噬菌体前噬菌体 转化 transformation 受菌主动摄取外源性DNA供菌死亡时释放或人工方法提取DNA 影响因素 供受菌基因型 同源性 亲缘关系近 转化率高感受态 competence 生理活动过程中摄取转化因子的最佳时期环境因素 Mg2 Ca2 等可促进转化 转导 transduction 噬菌体媒介将供菌DNA转给受菌分普遍性转导和局限性转导 毒性噬菌体 温和噬菌体包装错误 任何部位细菌DNA片段转导性噬菌体 宿主菌DNA 无噬菌体DNA受菌接受转导噬菌体 供菌 DNA受菌获得供菌性状 普遍性转导 局限性转导 温和性噬菌体 脱落错误 前噬菌体及两边的细菌DNA转导性噬菌体 噬菌体DNA及细菌DNA 接合 conjugation 通过性菌毛将供菌DNA转给受体菌 受体菌获得供体菌性状 F质粒 fertilityfactor 致育因子 接触 细胞质沟通转移 F质粒进入F 菌 1分钟完成复制 F 菌转为F 菌 Hfr 高频重组菌株 F质粒与染色体整合具有结合和转移功能细菌染色体转移频率高 F质粒低受体菌获得供体菌性状用于绘制基因图 Hfr转移细菌染色体过程 R质粒耐药传递因子 编码性菌毛r决定因子 耐药 溶原性转换 lysogenicconversion 噬菌体DNA与菌染色体整合受菌获得新的性状如白喉杆菌 噬菌体 外毒素基因不产毒白喉杆菌产毒白喉杆菌 三 基因突变 影印平板 自发的 随机的 非诱导的药物仅起选择作用 突变的性质 突变率 10 6 10 9自发突变与诱发突变突变与选择回复突变与抑制突变 彷徨试验 随机的 非定向的突变是在接触噬菌体之前就已发生 噬菌体对突变仅起筛选而不是诱导作用 突变型细菌及其分离 耐药性突变型药敏试验营养缺陷突变型营养物质筛选条件致死性突变型温度敏感试验发酵阴性突变型乳糖发酵试验 诊断困难H O变异 如伤寒沙门菌鞭毛S R变异 消失荚膜或多糖抗原性改变毒力下降 生化反应改变治疗困难 耐药预防 BCG 四 实际应用 Ames试验 基因工程 载体 质粒 噬菌体工程菌和酶 限制性内切酶 连接酶选择目的基因 细菌中表达 如胰岛素 白介素 干扰素等基因工程疫苗 1 细菌基因转移和