医学微生物学6、遗传变异(人卫)

细菌的遗传和变异

遗传(heredity):

子代与亲代的相似性变异（variation):

子代与亲代的差异基因型变异（genotypicvariation）

—

遗传物质结构改变而引起表型变异（phenotypicvariation）

—外界环境条件作用而引起形态变异

3-6%食盐

鼠疫杆菌────→多形态性(衰残型)。

琼脂培基

第一节细菌的变异现象L型变异

青霉素、溶菌酶

正常形态细菌──────→L型变异

(部分或完全失去胞壁)

特殊结构变异

42-43℃

炭疽杆菌────→失去形成芽胞能力,

10-20天毒性降低

特殊结构变异变形杆菌（H）1%石炭酸（O）迁徙生长菌落样生长鞭毛变异菌落变异

陈旧培养基中长期培养

光滑型菌落─────→粗糙型菌落

S失去LPS的特异性R

多糖重复单位SR变异为全面变异。毒力变异

β棒状噬菌体

白喉棒状杆菌────→获得白喉毒素

胆汁、甘油、马铃薯培养基

牛型结核杆菌────────→卡介苗

13年(230代)耐药性变异金黄色葡萄球菌耐PNC的菌株已从1946年的14%上升至目前的85%。有些细菌还表现为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

痢疾杆菌─────→依链株(耐药菌株)

长期培养

第二节细菌的遗传物质一、细菌染色体（chromosome）

环状双螺旋的DNA长链、按一定结构反复回旋成松散的网状结构附着于横隔中介体或细胞膜

特点1.相对较小，只有一个复制起始位点2.结构基因多为单拷贝基因3.功能相关的基因高度集中成操纵子4.具有连续的基因结构，无内含子,转录后的RNA无需剪切5.大部分基因具有编码功能，且编码序列多无重叠6.具有各种功能的识别区（含有特殊顺序）细菌染色体的复制－－半保留复制

致病岛（pathogenicityisland）－－位于致病菌染色体上－－常为分子量较大（20～100kbp）的基因群－－毒力相关基因的外源性DNA片断－－两侧往往含有重复序列或插入序列－－其G＋C％与密码使用与宿主菌染色体有明显差异

细菌染色体外的遗传物质，为环状、闭合的双股DNA；能自我复制；赋予细菌的某些重要的生物学性状；并非细菌生命活动所必需，可以自然丢失，也可以在细菌间转移；具有相容性与不相容性。二、质粒（plasmid)质粒的分类：1、接合性质粒与非接合性质粒2、严紧型质粒与松弛型质粒3、相容性质粒与不相容性质粒4、具质粒基因编码的生物学性状分毒力质粒（Vi）；细菌素质粒（col）等致育性质粒（F）；耐药性质粒（R）三、转座因子（tranponsableelement)

细菌染色体或质粒DNA分子中一段特异的核苷酸序列片段，可在DNA分子中随机转移，但须依附于染色体或质粒同时复制。

主要有三类：插入序列（IS）转座子Tn

转座噬菌体（Mu噬菌体）TransposaseABCDEFGGFEDCBA插入序列（insertionsequence,IS）--最小的转位因子，长度不超过2kb--不携带任何与插入功能无关的基因区域--往往插入后与插入点附近序列共同起作用可能是原细胞正常代谢的调节开关之一--转座子可能与细菌的多重耐药性有关

IS

ISResistanceGene(s)IS

ISResistanceGene(s)转座子（transposon,Tn）--长度>2kb，除携带与转位有关的基因,

还携带多种结构基因四、整合子（Integron，In)

一种运动性的DNA分子，具有独特结构可捕获和整合外源性基因，使之转化为功能性基因的表达单位。可存在于染色体、质粒或转座子上，是细菌固有的遗传单位。

又称为整合子—基因盒系统（integron-genecassettessystem）组成中间的可变区域1个或多个基因盒3’端保守区（3

CS）5’端保守区（5

CS）整合子—基因盒系统的结构5’3’intIgene2gene1

整合子结构示意图attIABCP1P25´3´geneRYYYAACGTTRRRYattCattC5

CS

intI基因编码整合酶integrase，催化基因盒整合至具有同源性的短序列（attI或attC）之间

外源基因整合位点attI

两个启动区域据intI基因的不同，可将In分为六类整合酶启动子可变区启动子

由3个ORF组成

qacE1编码季胺类化合物耐药性

sul1编码磺胺类药物耐药性

ORF5功能不明3

CS基因盒（genecassettes）

可移动的小分子DNA，仅携带一个基因和一个特异性重组位点（即attC），不含启动子

目前发现的基因盒携带的基因绝大多数为抗生素耐药基因

细菌的许多相关基因串联排列在染色体的特定部位，其上游有启动子和操纵基因序列，共同构成一个转录单位，称为操纵子。

其上游有调节基因控制操纵子的活动。第三节细菌基因表达的调节一、抑制基因转录1、阻遏蛋白：抑制基因转录的物质，有操纵基因结合区和诱导物结合区。2、辅阻遏物：酶反应的终末产物或结构相似的化合物，与阻遏蛋白和操纵基因结合，抑制基因转录。

二、促进基因转录分解物基因激活蛋白（CAP）能增强RNA聚合酶和启动子的结合，明显提高基因的转录与翻译。一、突变突变（mutation)—遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，包括置换、插入、缺失。分为：点突变和染色体畸变自然突变诱发突变第四节细菌变异的机理

突变的规律（1）稀有性、突变率低，但有可诱导性（2）随机性、自发性，外界因素有助于突变菌株的选择（3）回复突变往往是表型回复一）转化（transformation)

供体菌受体菌

游离DNA直接摄取二、基因的转移与重组

条件供、受体菌具有同源性转化因子分子量小于1X107，不超过10-20基因3.