细菌的遗传与变异课件

1、细菌的遗传学病原生物学教研室 细菌遗传变异的物质基础遗传：变异： 遗传型变异（基因型变异 ） 非遗传型变异（表型变异 ）遗传物质：DNA基因组：细菌染色体 染色体以外遗传物质 （质粒和转位因子等） 一 细菌染色体 双股环状DNA组成 无内含子 双向复制 二 质粒染色体以外的遗传物质，双股环状闭合DNA，编码某些生物学性状特征： 有自我复制的能力 一个质粒是一个复制子 紧密型：复制与染色体同步 松弛型：与染色体的复制不相关 编码某些表型： F质粒（致育性质粒） R质粒（耐药性质粒） Vi质粒（毒力质粒） Col质粒（细菌素质粒） 代谢质粒 可自行丢失或人工消除 消除质粒，其所赋予的特性也随之消失

2、 可在细菌间转移 通过接合、转导、转化等方式 可分为相容性与不相容性两种 相容性：几种质粒共存于一个细菌内 不相容性：几种质粒不能存于一个细菌内 2 医学上重要的质粒： F质粒（致育质粒） 与性生殖功能有关带有,能长出性菌毛;无F质粒的为雌性菌,无性菌毛 耐药性质粒 编码对抗生素和重金属盐类的耐药性,包括接合性(R)耐药性质粒和非接合性耐药性质粒 毒力质粒或Vi质粒 编码与致病性有关的致病因子,如大肠埃希菌质粒编码的耐热性肠毒素(ST)和不耐热性肠毒素(LT) 细菌素质粒 编码各种细菌素,如大肠埃希菌Col质粒编码的大肠菌素 代谢质粒 编码产生各种相关的代谢酶,如沙门菌发酵乳糖的能力是质粒编码

3、 三 其他遗传物质 转座因子 前噬菌体（prophage）：转座因子 细菌DNA上的一段特异性核苷酸 转移：质粒质粒 质粒染色体 包括： 插入序列(insertion sequence,IS) 转座子(transposon,Tn) 插入序列 不带有表现任何性状的基因 只编码转移时所需要的转座酶 转座子 携带转座基因 携带其他结构基因：耐药基因、 毒素基因、 抗金属基因 结果：插入基因失活、突变 耐药性产生 细菌染色体畸变 前噬菌体（prophage）： 当前噬菌体整合到细菌染色体上，有时可成为溶原菌的一种基因，编码某种产物，能改变溶原性细菌的某些生物学性状。如白喉棒状杆菌、肉毒梭菌等的外毒素就

4、是前噬菌体某些基因编码的细菌的变异现象 一 形态变异结构变异 L型，失去特殊结构 二 毒力变异 增强、减弱 三 抗原性变异 I型-II型，O Ag 四 耐药性变异 耐药株、依赖株 五 酶活性变异 营养缺陷型 六 菌落变异 S-R变异。细菌的变异机制 基因突变 细菌基因的转移和重组 1基因突变(mutation)： 遗传物质结构发生突然改变 基因突变类型： 基因突变：点突变 染色体畸变：范围大 突变株： 野生株：基因突变的规律 随机发生 抗菌药物的使用与细菌耐药性的 产生并无必然联系 具有相对稳定性 突变可回复耐药性菌株在接触药物前已出现，抗菌药物的作用只是选择耐药株 细菌的基因转移和重组的方式

5、: 转化 转导 溶原性转换 接合 原生质体融合 （1）转化(transformstion)： 受体菌直接摄取供体菌的游离DNA片段，使受体菌获得新的遗传性状。 （2）转导(transduction)： 以温和噬菌体为媒介,将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的遗传性状。 普遍转导：完全转导 流产转导 局限转导： 普遍性转导：完全转导和流产转导 普遍性转导模式图局限性转导： 普遍转导：装配错误局限转导：脱落错误 （3）溶原性转换(lysogenic conversion)： 溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获得新的遗传性状。 (4) 接合（conjugation）： 供体菌通过

6、性菌毛将DNA转入受体菌内，使受体菌获得新的遗传性状。F质粒： 雄性菌：F+，性菌毛（+），供体菌 雌性菌：F-，性菌毛（-），受体菌R质粒： 接合性：耐药性传递因子：性菌毛 耐药性决定子 ：耐药性 方式：接合 非接合性：耐药性决定子 方式：转化或转导高频重组株（Hfr）： F质粒如整合到细菌染色体上时，则该细菌能以较高的频率转移染色体基因，与受体菌F的染色体重组。 F质粒在末端，F-菌获的F质粒的机会和很少。 （5）原生质体融合 两个细菌原生质体在聚乙二醇（PEG)作用下融合，形成二倍体细胞，具有两套染色体，表现两者的特征。细菌遗传变异的实际意义： 1在疾病的诊断、预防和治疗方面的应用 2在测定致癌物质中的