细菌的遗传与变异

1、第五章细菌(xjn)的遗传与变异遵义医学院珠海校区主讲(zhjing)：孙万邦第一页，共四十二页。问题(wnt)1、何谓细菌基因转移和重组？2、细菌基因转移和重组机理 是什么？3、细菌可发生哪些变异(biny)？4、何谓质粒和转座因子？第二页，共四十二页。根本概念遗传(heredity)：一定(ydng)条件下，细菌的性状相对稳定，并能代代相传，子代与亲代之间表现为相似性，这种现象称为遗传第三页，共四十二页。第四页，共四十二页。变异(variation)：子代与亲代(qndi)之间存在不同程度的差异，这种现象称为变异。第五页，共四十二页。第六页，共四十二页。第一节 细菌(xjn)遗传变异的物质

2、根底1.细菌(xjn)染色体 chromosome2.质粒 plasmids 3.转位因子 transposable element第七页，共四十二页。一、染色体chromosome一条环状双螺旋DNA长链，按一定构型反复盘旋形成松散的网状结构；缺乏组蛋白，无核膜包裹；约含有5000个基因(jyn)；双向复制，全过程约20min。第八页，共四十二页。质粒(plasmid)：是细菌染色体以外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。附加体episome：既能以染色体外自主复制状态存在，有能与宿主染色体细胞整合(zhn h)为一体状态存在的质粒二、质粒第九页，共四十二页。质粒具有自我复制(fzh)的能力

3、。质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。质粒可自行丧失与消除。质粒的转移性。质粒可分为相容性与不相容性两种。质粒DNA的特征(tzhng)第十页，共四十二页。常见(chn jin)质粒类型F质粒(fertility plasmids)编码细菌 性菌毛R质粒(resistance plasmids)编码细 菌耐药性Vi质粒(virulence plasmids)编码细 菌毒力因子Col质粒 码大肠(dchng)埃希菌的细菌素代谢质粒 编码产生相关的代谢酶第十一页，共四十二页。三、转座因子(ynz)转座因子是存在于细菌染色体或质粒DNA分子(fnz)上的一段特异性核苷酸序列片段，它能在D

4、NA分子中移动，不断改变它们在基因组中的位置，能从一个基因组转移到另一基因组中。第十二页，共四十二页。转座因子(ynz)第十三页，共四十二页。第一节 基因突变(j yn t bin)及其修复突变(mutation)：是细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致(dozh)细菌性状的遗传性变异。又称点突变第十四页，共四十二页。一、基因突变共同(gngtng)特征自发性和不对应性自发(zf)突变稀少性突变率频率1/106-109可诱发性诱变、诱变剂独立性稳定性可逆性回复突变第十五页，共四十二页。1、波动(bdng)试验大肠菌SM敏感(mngn)株 A 管B 管培养(piyng)后分50管 接种S

5、M平板培养后菌数波动大接种SM平板培养后菌数波动不大第十六页，共四十二页。2、影印(yngyn)试验第十七页，共四十二页。第三节 细菌(xjn)性状变异的实例一细菌的表型变异1形态变异鼠疫杆菌加3%食盐培养(piyng)成为絲状、球状等2结构变异葡萄球菌加PNC培养成为L型菌3菌落变异 H O第十八页，共四十二页。二细菌(xjn)的基因型变异1细菌毒力的变异 卡介苗(BCG)2耐药性变异第十九页，共四十二页。 结核杆菌的枯燥(gnzo)型菌落第二十页，共四十二页。第四节 基因(jyn)的转移和重组基因转移(zhuny)(gene transfer)： 外源DNA进入受体菌。基因重组(recom

6、bination) ： 转移的DNA与受体菌DNA发生重新整合。第二十一页，共四十二页。基因(jyn)转移重组的方式： .转化(zhunhu)Transformation受体菌直接摄取供体菌游离DNA片段，整合后改变了受体菌的遗传性状。第二十二页，共四十二页。第二十三页，共四十二页。肺炎(fiyn)荚膜基因(jyn)转移第二十四页，共四十二页。第二十五页，共四十二页。第二十六页，共四十二页。第二十七页，共四十二页。.接合Conjugation ： 供体菌通过性菌毛与受体菌沟通(gutng)，使遗传物质从供体菌传递到受体菌。F质粒的接合R质粒的接合第二十八页，共四十二页。接合(jih)第二十九页

7、，共四十二页。第三十页，共四十二页。高频(o pn)重组菌Hfr第三十一页，共四十二页。第三十二页，共四十二页。R质粒有耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(r)两局部组成。RTF的功能与F质粒相似(xin s)，可编码性菌毛的产生和通过接合转移；R决定子能编码对抗菌药物的耐药性。R质粒的接合(jih)第三十三页，共四十二页。.转导Transduction ：以温和噬菌体为载体，把供体菌的基因转移(zhuny)到受体菌，使受体菌遗传性状发生改变。普遍性转导完全转导流产转导局限性转导第三十四页，共四十二页。普遍性转导(zhun do)( generalized transduction)第三十五页

8、，共四十二页。局限性转导(zhun do)( restricted transduction)第三十六页，共四十二页。4. 溶原性转换(zhunhun)(lysogenic conversion)当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶原状态(zhungti)时，而使细菌获得新的性状。第三十七页，共四十二页。溶原性转换(zhunhun)第三十八页，共四十二页。5. 原生质体融合(rngh)(protoplast fusion)第三十九页，共四十二页。第五节 细菌(xjn)遗传变异的实际意义在疾病的诊断、治疗与预防中作用(zuyng)。在测定致癌物质中的应用。在流行病中的应用。在重组DNA技术的应用。第四十页，共四十二页。要点(yodin)1、掌握细菌基因转移(zhuny)、基因重组的 概念和机理。 2、掌握细菌质粒和转座因子。3、了解细菌变异现象。第四十一页，共四十二页。内容(nirng)总结第五章细菌的遗传与变异。Col质粒 码大肠埃希菌的细菌素。代谢质粒 编码产生相关(xinggun)的代谢酶。自发性和不对应性自发突变。稀少性突变率频