细菌遗传与变异

第一节细菌变异现象形态结构变异毒力变异耐药性变异菌落变异细菌遗传与变异第1页细菌大小和形态在不一样生长时期可不一样，生长过程中受外界环境影响也可发生变异。如：鼠疫耶氏菌在陈旧培养物上细菌多形态性、细菌L型。细菌特殊结构如：荚膜（肺炎链球菌）、芽胞（炭疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌H-O变异）也可发生变异。一.形态结构变异细菌遗传与变异第2页毒力增强：无毒力白喉棒状杆菌常借居在咽喉部，不致病；当感染了β-棒状噬菌体后变成溶原性细菌，则取得产生白喉毒素能力，引发白喉。毒力减弱：有毒菌株长久在人工培养基上传代培养，可是细菌毒力减弱或消失。卡介苗(BCG)是有毒牛分枝杆菌在含有胆汁甘油、马铃薯培养基上，经过，连续穿230代，取得一株毒力减弱但仍保持免疫原性变异株。二.毒力变异细菌遗传与变异第3页耐药性变异：细菌对某种抗菌药品由敏感变为耐药变异。有些细菌还表现为同时耐受各种抗菌药品，即多重耐药性。从抗生素广泛应用以来，细菌反抗生素耐药不停增加是世界范围内普遍趋势，给临床治疗带来很大困难，并成为当今医学上主要问题。三.耐药性变异细菌遗传与变异第4页细菌菌落主要有光滑(smooth,S)型和粗糙(rough,R)型两种。S型菌落表面光滑、湿润、边缘整齐。经人工培养屡次传代后菌落表面边为粗糙、干燥、边缘不整齐，称S—R变异。S—R变异常见于肠道杆菌，是因为失去LPS特异性寡糖重复单位而引发。变异时不但菌落特征发生改变，且细菌其它性状也发生了改变。S型菌致病性强，但有少数R型菌致病性强，如结核分枝杆菌。四.菌落变异细菌遗传与变异第5页S型菌落R型菌落细菌遗传与变异第6页第二节细菌遗传变异物质基础染色体质粒转位因子细菌遗传与变异第7页质粒(plasmid)：是细菌染色体以外遗传物质，是环状闭合双链DNA。质粒基因可编码各种主要生物学性状：1)致育质粒（F质粒）与有性生殖功效关联；2)耐药性质粒

编码细菌反抗菌药品或重金属盐类耐药性。分两类，一是接合性耐药质粒（R质粒），另一是非接合耐药性质粒；

3)毒力质粒（Vi质粒）

编码与该菌致病性相关毒力因子；4)细菌素质粒

编码细菌产生细菌素；5)代谢质粒

编码产生相关代谢酶。

质粒细菌遗传与变异第8页质粒含有自我复制能力。质粒DNA所编码基因产物赋予细菌一些性状特征。质粒可自行丢失与消除。质粒转移性。质粒可分为相容性与不相容性两种。质粒DNA特征细菌遗传与变异第9页转位因子：是存在于细菌染色体或质粒DNA分子上一段特异性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移动，不停改变它们在基因组中位置，能从一个基因组转移到另一基因组中。转位因子有三类：插入序列(IS)；转座子(Tn)；转座噬菌体或前噬菌体。转位因子细菌遗传与变异第10页遗传性变异：是由基因结构发生改变所致，主要经过基因突变、基因损伤后修复、基因转移与重组来实现。非遗传性变异：是细菌在环境原因等影响下出现改变，这种改变不是因基因结构改变而产生。第三节细菌变异机制细菌遗传与变异第11页突变(mutation)：是细菌遗传物质结构发生突然而稳定改变，造成细菌性状遗传性变异。基因突变规律：突变率

突变常自然发生，但突变率极低。突变与选择

突变是随机，不定向。回复突变

细菌由野生型变为突变型是正向突变，有时突变株经过又一次突变可恢复野生型性状。DNA损伤修复：当细菌DNA受到损伤时，细胞会用有效DNA修复系统进行细致修复，使损伤降为最小。一.基因突变与损伤后修复细菌遗传与变异第12页彷徨试验(fluctuationtest)细菌遗传与变异第13页影印试验(replicaplating)细菌遗传与变异第14页基因转移(genetransfer)：外源性遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内过程。基因重组(recombination)：转移基因与受体菌DNA整合在一起，使受体菌取得供体菌一些特征。外源性遗传物质：供体菌染色体DNA，质粒DNA及噬菌体基因等。细菌基因转移和重组方式：转化、接合、转导、溶原性转换、细胞融合。二.基因转移与重组细菌遗传与变异第15页1.转化(transformation):供体菌裂解游离DNA片段转入某受体菌细胞内过程。细菌遗传与变异第16页细菌遗传与变异第17页2.接合(conjugation)接合：是细菌经过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。能经过结合方式转移质粒称为接合性质粒，不能经过性菌毛在细菌间转移质粒为非接合性质粒。细菌遗传与变异第18页细菌遗传与变异第19页细菌遗传与变异第20页细菌遗传与变异第21页细菌耐药性与耐药性基因突变及R质粒接合转移等相关。R质粒有耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(r)两部分组成。RTF功效与F质粒相同，可编码性菌毛产生和经过接合转移；R决定子能编码反抗菌药品耐药性。R质粒接合细菌遗传与变异第22页转导：是以温和噬菌体为载体，将供体菌一段DNA转移到受体菌内，是受体菌取得新性状。依据转导基因片段范围，可将转导分为两类：普遍性转导（转导DNA可是供菌染色体上任何部分）、不足转导（转导DNA只限供菌染色体上特定基因）。3.转导(transduction)细菌遗传与变异第23页普遍性转导(generalizedtransduction)细菌遗传与变异第24页细菌遗传与变异第25页不足转导(restrictedtransduction)细菌遗传与变异第26页4.溶原性