第六章----细菌的遗传变异.ppt

第六章细菌的变异 一 常见的细菌变异现象 一 形态结构变异1 形态变异2 荚膜变异3 芽孢变异4 鞭毛变异 二 培养特性变异1 光滑型 粗糙型2 D菌落变异 侏儒菌落 三 毒力变异1 毒力的增强2 毒力的减弱 四 生化特性变异1 营养缺陷型变异 指由于细菌代谢缺陷造成的需某种物质才能生长的变异 如鼠伤寒沙门氏菌对铵盐的利用 2 诱导酶的产生 如大肠杆菌的乳糖酶 3 终末产物阻遏 指细菌合成的某些酶类可被自身合成产物所抑制 五 耐药性变异 抗性变异 是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异 通过自发突变以及抗性遗传因子的传递 而产生大多数抗性 细菌获得抗性后 即使在没有药物的条件下 一般也不丧失抗性 但对青霉素 氯霉素 四环素 红霉素等由于诱导而产生的耐药性 在药物消失后 抗性也消失 六 抗原性变异 编码细菌的抗原结构如菌体抗原 菌毛抗原 荚膜抗原 编码抗原等基因发生突变时 细菌形成相应抗原结构的能力丧失 引起细菌抗原性变异 二 细菌变异的机制 基因组 位于核体 是细菌遗传的主要物质基础 质粒 环状双螺旋DNA分子 编码细菌重要的生物学性状 F质粒 编码性菌毛 Vi质粒 各种毒力编码因子 接合性质粒 可在细菌间进行转移 非结合性质粒 不可在细菌间进行转移 附加体 可结合到染色体上 转座子 指一些微生物的某些DNA片断作为一个独立单位可在染色体上移动 可发生在同种或不同种细胞间 细菌的转座子有 插入序列 IS 转座子 Tn 某些特殊的噬菌体 毒力岛 PAI 指病原的某个或某些毒力基因群 位于染色体内 但结构有别与染色体 基因突变和基因转移 一 突变 生物个体的遗传物质自身发生的改变 1 染色体畸变指染色体的一大段发生了变化 包括染色体结构上的缺失 重复 插入 易位 倒置 2 基因突变也称点突变指相应基因上的DNA链中一个或几个核苷酸对的改变 包括置换 转换 颠换 移码 由基因缺失或插入造成 置换 转换和颠换 1 转换 嘌呤换嘌呤AACTGCCCAAAATAACTGCCCAAGGT2 颠换 嘌呤换嘧啶 或嘧啶换嘌呤AACTGCCCGGAATAACTGCCCTTAAT移码 插入或缺失 AACTGCCCGGAAT1 碱基增加AACggaaTGCCCGGAAT2 碱基缺失AACTGCCC AT 3 突变的方式 自发突变 突变率很低 为1 106 1 109 人工突变 高温 辐射 化学药物 生物学方法 病毒的突变 A 点突变 包括温度敏感突变 蚀斑突变和热突变 B 缺失突变 二 基因的转移与重组两个不同性状个体之间的遗传物质转移到一起 经过重新组合形成遗传性个体的方式叫基因重组 原核微生物的基因重组 是通过 转化 转导 接合 等方式进行 由供体细胞将部分遗传物质单向传递给受体细胞而发生的 转化细菌直接由外界环境中摄取DNA片断 整合于自身的基因组中 在亲缘菌之间 频率低 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中都有发生 不是所有细菌都有转化现象 大多数细菌不能接受外源性DNA 不能将它整合到染色体中 细菌能产生内切酶 识别并切割进入细胞的外源性DNA 受体菌必须处于感受态才能转化 转导以噬菌体为媒介 将供体细菌的部分遗传物质转移给受体菌的过程 发生在亲缘菌之间 频率低 普遍性转导 细菌或质粒DNA裂解片断误装入噬菌体内 形成完全缺陷的转导性噬菌体 供体菌DNA片断与受体菌的染色体DNA整合 成为遗传性稳定的转导子 称完全转导 不发生完全整合 供体菌DNA仍处于游离状态 不自身复制 但能转录 翻译和表达性状 称为顿挫转导 局限性转导 噬菌体DNA留在细菌染色体上 并带走细菌DNA上的部分基因 这种发生偏差的噬菌体 称为部分缺陷噬菌体 当此噬菌体再次侵入受体菌时 可带入原来供体菌的特定基因 溶原性转变细菌被温和噬菌体感染后 因噬菌体的基因整合到细菌的基因组上 使细菌表型性状发生变化的现象 如不产白喉毒素的杆菌变成产毒素的白喉杆菌 接合 通过性柔毛暂时沟通 由供体将遗传物质 质粒 基因 转移给受体细菌的过程 必须有菌体的接触 接合性质粒有 F质粒 R质粒 Col质粒 R质粒 R因子 由环状双股DNA构成的质粒 由两种不同功能的因子组成 另一是耐药性转移因子 RIF 决定性菌毛的形成 一是耐药性因子 RF 是决定耐药性的基因 具R因子的菌为耐药菌或R 菌 R质粒是一种稳定的质粒 Col质粒 控制细菌素的合成 F质粒 F F Hfr 原生质体融合 通过人为的方法 使遗传性状不同的两个细胞的原生质体发生融合 并产生重组系的过程 2 病毒的基因重组 分子内重组 指两种病毒的单分子核酸链中有一部分核苷酸序列进行交换 所形成的重组体 常见于单股DNA病毒 基因重配 是多分子基因组的病毒之间一个或几个核酸节段发生交换 形成的重配体