【课件】噬菌体遗传与变异

1、噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。具有病毒的基本特性：分布广泛，有严格的宿主特异性第4章 噬菌体 bacteriophage第一节 噬菌体的生物学性状形态与结构蝌蚪形、微球形和丝形化学组成蛋白质与核酸抗原性抵抗力：比细菌强噬菌体噬菌体的种类毒性噬菌体（virulent phage）温和噬菌体（temperate phage）/ 溶原性噬菌体（lysogenic phage）第二节 毒性噬菌体毒性噬菌体（virulent phage）能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌，称为毒性噬菌体复制方式进行增殖。增殖过程：吸附、穿入、生物合成、成熟与释放吸附ab

2、sorption穿入penetration 生物合成 biosynthesis装配与释放assembly and release噬菌现象液体培养基 混浊 澄清固体培养基中，出现噬斑（plaque）第三节 温和噬菌体温和噬菌体（temperate phage）/ 溶原性噬菌体（lysogenic phage）噬菌体基因整合于宿主菌染色体中，不产生子代噬菌体，也不引起细菌裂解，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制而复制，并随细菌的分裂而分配到子代细菌中prophage: 整合在细菌基因组中的噬菌体基因组溶原性细菌温和噬菌体 溶原周期 和 溶菌周期温和噬菌体前噬菌体（prophage）溶原性细菌（lys

3、ogenic bacterium）溶原状态溶原性周期和溶菌性周期溶原性转换噬菌体的应用细菌的鉴定与分型分子生物学研究的重要工具细菌感染的诊断与治疗小 结 毒性噬菌体 温和噬菌体 前噬菌体，溶原性细菌，溶原性转换第5章 细菌的遗传和变异遗传性变异（基因型变异）非遗传性变异（表型变异）遗传性变异非遗传性变异基因改变+-遗传+-可逆性-+外界环境-+变异幅度个别细胞群体细菌的变异现象形态、结构变异毒力变异耐药性变异菌落变异形态结构变异 3-6%食盐鼠疫耶氏菌 多形态性 陈旧培基物 青霉素、溶菌酶正常形态细菌 细菌L型（多形态） 抗体或补体 (部分或完全失去胞壁)L型变异：细菌细胞壁缺陷型 蜡样芽胞杆

4、菌L型的镜下形态特殊结构的变异 42-43炭疽杆菌 失去形成芽胞能力, 毒性降低 10-20天 变形杆菌 0.1%石炭酸 迁徙生长（H） 点状生长、单个菌落（O）鞭毛变异H-O变异菌 落 变 异 在陈旧培养基中长期培养光滑型菌落 粗糙型菌落 Smooth Routh 原因：失去LPS的特异多糖，荚膜多糖 S-R 变异毒力变异增强 棒状噬菌体白喉棒状杆菌 获得白喉毒素 减弱 胆汁、甘油、马铃薯培养基牛分枝杆菌 卡介苗 13年(230代)耐药性变异细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。金黄色葡萄球菌有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性。 含链霉素培基痢疾

5、杆菌 依链株 长期培养菌落变异 在陈旧培养基中长期培养光滑型菌落 粗糙型菌落 S R原因：失去LPS的特异多糖第一节 细菌的遗传物质染色体 chromosome质 粒 plasmid转座因子 transposable element整合子 integron染色体 （chromosome）由一条环状dsDNA分子组成特征：相对较小功能相关的几个基因组成操纵子基因是连续的，无内含子质粒（plasmid）细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。带有遗传信息，并非细菌生长所必需。特征自我复制能力能编码细菌某些特定性状可自行丢失与消除转移性相容性和不相容性分类：接合性质粒和非接合性质粒几种重要的

6、质粒致育质粒（F质粒）：编码细菌性菌毛耐药质粒（R质粒）：编码细菌耐药性毒力质粒（Vi质粒）：编码细菌毒力因子细菌素质粒（Col质粒）：编码大肠埃希菌的大 肠菌素代谢质粒质粒是基因工程中最常用的基因载体转座因子（transposable element）是指基因组中能够改变自身位置的一段DNA片段。转位（transposition）：转位因子能从染色体或质粒的一个位置转移到在另一个位置。转位因子的转位行为，能使DNA发生插入突变和广泛的基因重排。包括：插入序列、转座子、转座噬菌体1.插入序列（insertion sequence,IS）是最小的转位因子，2kb。由转位酶基因和重复序列组成2.转

7、座子（transposon,Tn）2kb，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。可能与细菌的多重耐药性有关。IS ISResistance Gene(s)TnIR转座酶酶基因IR转座子的特征转座子携带耐药或毒素基因Tn1 Tn2 Tn3AP（氨苄青霉素）Tn4AP、SM（链霉素）、Su（磺胺）Tn5Km（卡那霉素）Tn6KmTn7TMP（甲氧苄氨嘧啶）、SMTn9Cm（氯霉素）Tn10Tc（四环素）Tn551Em（红霉素）Tn971EmTn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）转座噬菌体或前噬菌体是一些具有转座功能的溶原性噬菌体，当整合到细菌染色体上，能改变

8、溶原性细菌的某些生物学性状。整 合 子是存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段核苷酸序列片段，耐药基因和重复序列可转移耐药基因可表达整合酶重复序列耐药基因启动子重复序列第二节 细菌基因表达的调节抑制基因转录阻遏蛋白辅阻遏物促进基因转录细菌的变异机制基因的转移和重组基因的突变第三节 基因的转移和重组基因转移（gene transfer） 外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。重组（rebination）转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、转导、溶原性转换和原生质体融合等方式进行。1. 转化(transformation):供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。2. 接合(conjugation)：是细菌通过性菌毛将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒（F质粒）。雌性菌F-性菌毛雄性菌F+细菌的耐药性与耐药性的基因突变及R质粒的接合转移等有关。R质粒有耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(r)两部分组成。RTF的功能与F质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过接合转移；R决定子能