第05章 细菌的遗传变异2小时

第5章细菌的遗传变异遗传（heredity)变异(variation)基因型(genotype)表型(phenotype)基因型变异(genotypicvariation)：BCG

表型变异(phenotypicvariation)：细菌L型基因型和表型变异的比较基因型变异表型变异基因结构

变化未变可逆性

不或极少可逆稳定性

稳定不稳定环境影响涉及细菌数不受影响受影响

个别全体一、细菌的遗传物质

相对较小，有一个起始复制位点几个基因组成操纵子，转录一条mRNA，各自的蛋白质，几个操纵子由一个调控基因(regulatorygene)调控。基因连续，没有内含子(intron)，转录不需加工剪接。不编码的DNA比真核细胞少，大部分DNA编码蛋白质。与病毒不同，少数基因重叠现象，大部编码基因不重叠。结构基因是单拷贝，编码rRNA的基因是多拷贝的，快速合成蛋白质。特点质粒具有自我复制的能力。质粒编码基因产物决定某些特定性状。耐药性、致育性、致病性质粒可自行丢失与消除。非生命所必须，性状丢失。质粒通过多种方式转移。接合和非接合性质粒可分为相容性与不相容性

质粒DNA的特征

1)致育质粒（F质粒）

2)耐药性质粒

编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。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）编码与该菌致病性有关的毒力因子；

4)细菌素质粒

编码细菌素；col质粒

5)代谢质粒

编码相关的代谢酶。

质粒(plasmid)

是细菌基因组中能改变自身位置的一段DNA序列，这种转座作用可以发生在同一染色体上，也可在染色体之间或质粒之间，甚至在染色体和质粒之间。转座酶(transposase)

插入序列（insertionsequence)转座子(transposon)转座因子（transposableelement)

插入序列

750～1550bp，最短的转座因子，两端反向重复序列，重组酶的识别位点。中心有转位酶基因，与转座有关。染色体和质粒具有。

转座子(transposon，Tn)：2～2.5kb,两端为IS,中心有与转位无关基因，如毒素基因、耐药基因等，可转移，转座使插入处基因完整性破坏，基因结构分子重排。常见的插入序列和转座子ISbpTn耐药或毒素基因

IS1768Tn1AP（氨苄青霉素）

IS21327Tn6Kan（卡那霉素）

IS31300Tn10Tet（四环素）

IS41426Tn551Em（红霉素）

IS51195Tn681E.coliET（肠毒素）固有的遗传单位，位于细菌染色体、质粒或转座子上，是运动性的DNA分子，可捕获外源性基因。成为功能性基因表达单位。两端为保守末端，中间为可变区，含一个或多个基因盒，一个结构基因（耐药基因）和碱基对，基因盒是单一的可移动的DNA分子，只有当它被整合子捕获并整合到整合子中才能转录。

整合子含有3个功能元件：重组位点；整合酶基因；启动子，位于5”保守末端。通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在细菌中进行水平传播整合子（integron，In）：二、转移和重组基因的转移和重组是遗传性变异的原因，供菌提供DNA；受菌接受DNA重组；受菌获得供菌DNA和性状。同源重组（homologousrecombination)

紧密相关DNA，外源性单链DNA取代非同源重组（nonhomologousrecombination)

不相关DNA。位点专一重组酶作用下，缺失或插入的DNA联结。如转座子、前噬菌体。获得性状。

一、转化（transformation）：

供体菌裂解释放的DNA片段被受菌直接摄取，使受体菌获得了新的性状。+吸附摄入重组突变株DNA受体

影响因素：供受菌基因型：

同源性；亲缘关系近，转化率高受菌的生理状态：

感受态（competence），正电荷，细胞膜通透性增高。人工诱导。

环境因素：Mg2＋、Ca2＋等可促进转化

细菌通过性菌毛沟通，将供菌DNA转给受体菌，受体菌获得供体菌性状。二、接合（conjugation）F＋F＋F＋F-F质粒的接合电镜下的接合Hfr（高频重组菌株）：F质粒可以游离，也可以与染色体整合有性菌毛，接合方式，转移染色体细菌染色体转移频率高，F质粒低F质粒位于染色体末端，接合过程受因素影响，F+质粒不可能进入F-，F-很少转化为F+。受体菌获得供体菌性状F质粒也可以脱落，终止Hfr状态。Hfr转移细菌染色体过程R质粒的接合单独存在不能发生质粒接合性传递a）组成耐药性传递因子（resistancetransferfactor，RTF）耐药决定子存在方式：RTFrRTF+r

RTF:编码性菌毛和转移质粒