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第五章 细菌的遗传和变异.ppt

第五章 细菌的遗传和变异

达人2006
2011-09-13 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第五章 细菌的遗传和变异ppt》,可适用于自然科学领域

第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异一、变异的现象一、变异的现象.形态与结构的变异()形态变异鼠疫耶尔森菌~gLNaCl琼脂培养基多形性Yersiniapestis有荚膜的肺炎链球菌无荚膜的肺炎链球菌()荚膜变异长期人工培养()芽胞变异炭疽芽胞杆菌℃~天不产生芽胞(芽胞)()鞭毛变异普通变形杆菌石炭酸培养基不产生鞭毛(鞭毛)卡密特(AlbertCalmette).耐药性变异.菌落变异光滑型菌落(S型)表面光滑边缘整齐湿润有光泽长期人工培养粗糙型菌落(R型)表面粗糙边缘不整齐干燥无光泽S型菌落R型菌落二、细菌的遗传物质二、细菌的遗传物质染色体拟核类核(nucleoid),一条dsDNA()较小只有一个复制启始位点细菌染色体的特征()结构基因中没有内含子()功能上相关的几个基因组成操纵子数个操纵子可由一个调节子所调控。()大部分DNA用于编码蛋白质()基因重叠少()大多为单拷贝()具有各种功能的识别区域。质粒的主要特征:()能自我复制()编码某些重要的生物学性状()可自行丢失与消除()可经接合、转化、转导等方式转移()质粒的相容性与不相容性R质粒:耐药性F质粒:性菌毛细菌素质粒:细菌素Vi质粒:毒力质粒代谢质粒:酶质粒独立于染色体外能进行自主复制的遗传因子。编码性菌毛介导细菌之间接合的能力。几种常见的质粒F质粒(fertilityfactor致育因子)高频重组菌株(Hfr菌株)三个功能区自主复制和不相容性区转移基因群区重组区重组区自主复制和不相容性区转移基因群区F质粒重组区自主复制和不相容性区转移基因群区耐药性质粒(resistancefactorR因子)耐药性质粒(R质粒)耐药决定子(rdet)耐药传递因子(RTF)接合型耐药质粒非接合型耐药质粒(rdet)R质粒的构成是细菌基因组中的能改变自身位置的一段DNA序列。分为两类转座因子:插入序列转座子(transposableelement)()概念及类型转座因子插入序列不带有表现任何性状的基因只带有编码转移时所需要的转座酶的基因。(insertionsequenceIS)转座子携带转座基因携带其他结构基因:抗药基因毒素基因抗金属基因(transposonTn)转座子及携带的耐药性基因或毒素基因整合子是一种运动性的DNA序列可捕获和整合外源性基因使之转变为功能性基因的表达单位。噬菌体基因组三、基因的转移和重组三、基因的转移和重组基因转移(genetransfer)遗传物质由供体菌转入某受体菌内的过程。基因重组(generecombination)转移的基因与受体菌DNA整合在一起。外源性遗传物质供体菌染色体DNA片段质粒DNA噬菌体基因转化受菌直接摄取供菌游离的DNA片段并将其整合到受菌的染色体中从而获得供菌部分遗传性状。TransformationinBacteriahttp:jpkcyzueducncourseshywshwskjawswChhtml供菌的DNA片段感受态的受菌Transformation转化后的受菌转化因子与受菌表面的DNA结合蛋白结合DNA单链进入受菌细胞DNA双链中的一条链被降解被转运到受菌染色体同源区与受菌染色体同源区发生置换性重组杂合DNA双链分子染色体复制转化子转化的过程供、受菌的基因型两菌亲缘关系愈近。其基因愈相似转化愈高分子量小于7最多不超过~个基因。受菌的生理状态感受态是指受体菌能够从周围环境中吸收外源性DNA片段进行转化的生理状态。环境因素Ca、Mg、cAMP影响转化的因素接合(conjugation)供菌通过性菌毛与受菌相互连接沟通将遗传物质从供菌转移入受菌使受菌获得供菌的部分遗传性状。􀁺大肠埃希菌与肠道杆菌接合(电镜扫描图)F质粒重组区自主复制和不相容性区转移基因群区F质粒的接合􀁺F菌株􀁺F菌株􀁺Hfr菌株􀁺F’菌株高频重组菌株整合有F质粒的菌株能够高频率地转移染色体基因至受菌因此被称为高频重组(Hfr)菌株。(highfrequencyrecombinantHfr)Hfr菌株细胞内的F质粒由于不正常脱离脱离核染色体组时携带一小段核染色体基因这种特殊F质粒称为F’质粒。F’质粒()F和F-的接合F质粒在末端F菌获的F质粒的机会和很少。()Hfr和F-的接合()F’和F-的接合R质粒的构成R质粒的接合(R质粒)转导通过噬菌体的媒介将供菌的遗传物质转移入受菌通过交换重组使受菌获得供菌的部分遗传性状。(transduction)转导的类型局限转导普遍转导完全转导流产转导通过完全缺陷噬菌体将供体菌基因组任何DNA片段转移受体菌的现象。()普遍性转导(generalizedtransduction)完全转导外源性DNA片段与受体菌的染色体整合并随染色体而传代。流产转导外源性DNA片段游离在胞质中既不能与受体菌染色体整合不能自身复制也不能传代。普遍性转导两种结局通过部分缺陷的温和噬菌体将供体少量特定基因带入受体菌并使受体获得特定的遗传性状。(restrictedtransduction)()局限性转导局限性转导示意图普遍转导:装配错误局限转导:脱离错误温和噬菌体感染细菌噬菌体基因组整合到细菌染色体上使宿主菌获得新遗传性状的现象。溶原性转换原生质融合将两种不同细菌经溶菌酶或青霉素等处理失去细胞壁成为原生质体后进行彼此融合的过程。四、基因突变四、基因突变基因突变是指DNA碱基对的置换、插入或缺失所致的基因结构的变化可全为点突变和染色体畸变。碱基对置换一碱基对被另一碱基对置换包括转换和颠换属于典型的点突变。颠换:嘧啶被嘌呤取代或嘌呤被嘧啶取代转换:嘧啶取代嘧啶嘌呤取代嘌呤DNA序列中发生增添或缺失一个或几个核苷酸使后面的全部遗传密码的阅读框架发生改变进而引起转录和转译错误。碱基的插入或缺失导致移码突变点突变是指一个基因内部由于一对或少数几对碱基的置换、缺失或插入而引起的突变。染色体畸变是指大段染色体的缺失、重复、易位和倒位即较大范围内遗传物质结构的改变。基因突变规律彷徨试验:随机的、非定向的突变是在接触噬菌体之前就已发生噬菌体对突变仅起筛选而不是诱导作用。replicaplating(Lederberg)replicaplating(Lederberg)无抗生素平板含抗生素平板影印后丝绒布上对应菌落标记点证明:耐药突变是自发的、随机的药物只起选择作用含抗生素培养管(细菌生长混浊)含抗生素培养管(细菌不生长澄清)耐药菌株影印用无菌丝绒布影印试验()突变是自发的、随机的、非定向的()抗菌药物、噬菌体等因素只是突变后的筛选作用()自发突变率低(-~-)()多种理化因素可提高细菌的突变率用于诱发突变()回复突复往往不是基因型的回复而是表型回复野生型突变型正向突变回复突变抑制基因突变型细菌及其分离抗性突变型耐药性突变药物敏感试验噬菌体抗性突变噬菌体筛选营养缺陷突变型营养物质筛选条件致死性突变型温度敏感试验发酵阴性突变型乳糖发酵试验五、细菌遗传变异在医学上的实际意义五、细菌遗传变异在医学上的实际意义影响细菌学诊断H→O变异:如伤寒沙门菌鞭毛S→R变异:消失荚膜或多糖抗原性改变毒力下降生化反应改变预防耐药菌株的扩散制备疫苗(菌苗):BCG检测致癌物基因工程方面的应用

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