兽医微生物学课件：5_细菌总论-遗传变异

1、第5章 细菌的遗传变异,细菌的遗传：指亲代细菌与子代细菌的相似性，它使细菌的性状保持相对稳定，是各种细菌存在的根据。 细菌的变异：指亲代与子代以及子代细菌之间的不相似性，细菌得以发展进化。,1.形态和结构变异 2.菌落形态变异 SR变异 3.抗原变异 编码细菌的抗原结构包括菌体抗原、鞭毛抗原、荚膜抗原等的基因发生突变时，引起细菌抗原性变异 4.抗性变异 是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异,第一节 细菌常见的变异现象,（1）增强毒力 （2）减弱毒力,5.代谢变异 主要引起营养缺陷型变异,6. 毒力变异,连续通过易感动物，可使毒力增强 被温和噬菌体感染，可增强毒力,自发减弱的现象 长期传代培

2、养致弱 病原菌通过非易感动物、鸡胚等方法,第二节 细菌遗传的物质基础,一.基因组（genome） 位于核体，是遗传的主要物质基础。由环状双螺旋DNA长链组成，含细菌的遗传基因，控制细菌的遗传与变异。 二.质粒（plasmid） 细菌染色体外的遗传物质，编码细菌各种重要的生物学性状。,1.致育质粒或F质粒（fertility plasmid） 编码性菌毛的质粒 2.毒力质粒或Vi质粒（virulence plasmid） 编码细菌各种毒力因子 3. 耐药质粒或R质粒（resistance plasmid） 细菌对抗菌药物或重金属盐类的抗性,质粒种类,质粒可以在细菌间转移，而且不仅发生在同种、同属

3、间，有的甚至可以在不同种属间。也可发生丢失。,质粒的特点,1质粒并非细菌生存所必不可少的遗传物质。 2质粒的传递（转移）是细菌遗传物质转移的一个重要方式。 3质粒可自行失去或经人工处理而消失。 4质粒可以独立复制。 5可有几种质粒同时共存在于一个细菌内。,三、噬菌体,噬菌体是寄生于细菌的病毒，有宿主细胞的特异性，即某种菌的噬菌体仅能在该种菌内复制。在敏感菌中增殖并裂解细菌的噬菌体称为毒性噬菌体。另有一类称为温和噬菌体。,四、转位因子,插入序列（IS） 转座子（Tn） Mu噬菌体（mutator phage）,毒力岛：指病原菌的某个或某些毒力基因群，分子结构与功能有别于细菌基因组，但位于细菌染色

4、体之内 。,五、毒力岛（pathogenicity island, PAI）,1. 编码细菌毒力基因簇的一个相对分子质量较大的(20100kb左右)染色体DNA片段； 2.一些毒力岛的两侧具有重复序列和插入元件, 但是也可以没有； 3.毒力岛往往位于细菌染色体的tRNA基因位点内或附近, 或者位于与噬菌体整合有关的位点，肠致病性大肠杆菌(EPEC)的LEE毒力岛就位于转运RNA selC位点； 4.毒力岛DNA片段的G+C mol % 、密码使用和宿主细菌染色体有明显差异，有的比宿主细胞的G+C mol% 明显高，有的明显低；,毒力岛特点:,5.毒力岛编码的基因产物许多是分泌性蛋白和细胞表面蛋

5、白, 如溶血素、菌毛和血红素结合因子， 一些毒力岛编码细菌的分泌系统（如型分泌系统）、信息传导系统和调节系统； 6. 一种病原菌可以有一个或几个毒力岛； 7. 一部分学者认为, 细菌的毒力岛应该包括位于噬菌体和质粒上的、与细菌的毒力有关的、其G+C百分比和密码使用与宿主细胞明显不同的DNA片段； 8.毒力岛可能与新发现的病原性细菌有关.,第三节 细菌变异的机制,一、基因突变：指生物细胞遗传物质DNA分子结构突 然发生了稳定的可遗传的变化。它是 生物进化的个重要因素。,遗传变异一般分为：基因突变与基因转移,1.染色体畸变 ：染色体的一大段发生了变化。 （ 缺失、重复、插入、易位、倒置） 2.点突

6、变 ：相应基因上的DNA链中一个或少数 几个核苷酸对的改变 。,类型,二、基因的转移与重组,外源性的遗传物质由供体菌进入受体菌细胞内的过程称为基因转移（gene transfer)；转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组(recombination)。细菌基因转移和重组的主要方式有转化、转导、接合等。,转化：供体菌游离的DNA片段直接进入受体菌，使受体菌获得新的性状。,（一）转化(transformation),实 验: 研究肺炎球菌时发现。,注：受体菌必须处于感受态才能转化 感受态 ：细胞生活周期中的一种特殊的生理状态。,转化过程,（二）转导（transduction） 转导：以温和噬菌

7、体为媒介，把供体菌的DNA小片段携带到受体菌中，通过交换与整合，使受体菌获得供体菌的部分遗传性状 。 两种类型：普遍性转导和局限性转导。,1.普遍性转导：被装入的DNA片段可以是供体菌染色体上的任何部分。,局限性转导 ：为噬菌体所介导的供体菌染色体上个别特定基因的转导 。,2.局限性转导,接合：是两个完整的细菌细胞通过性菌毛直接接触，由供体细菌将质粒DNA转移给受体细菌的过程。,（三）接合（conjugation）,接合过程: 以F质粒接合为例,转化、转导、接合三种方式其本质都是遗传物质从供体细胞向受体细胞转移，但DNA转移方式不同：转化是通过受体菌的细胞膜；接合是通过细菌性菌毛；转导是通过噬菌体。,细菌转移方式的比较,第四节 细菌遗传变异研究的实际意义,一. 在诊断疾病上的应用 要作出正