第05章 细菌的遗传变异

null第5章第5章细菌的遗传变异 null BCG：牛型结核杆菌（有毒株） 胆汁-甘油-马铃薯培养 13年，230次传代 减毒株（BCG） 基因型变异：BCG 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 型变异：细菌L型null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、细菌的遗传物质一、细菌的遗传物质 细菌染色体： 小：dsDNA，3.2～5×106 bp，一个起始位 复制快：105 bp/min 相关的几个基因组组成操纵子结构，并可以由一个调节基因所调控 基因连续、无内含子 不编码的基因比真核生物少得多 与病毒不同，很少重叠 大多结构基因为单倍体：突变后更易表现，单拷贝，编码rRNA为多拷贝 有各种功能识别区null质粒（plasmid）概念：细菌染色体以外的遗传物质，存在于细 胞浆中环状闭合的dsDNA 特征： 自我复制能力、赋予细菌特定性状、丢失或消除、转移能力、相容性与不相容性 常见质粒： F质粒（fertility plasmid):接合 Vi质粒（virulence plasmid):毒力 R质粒(resistance plasmid) :耐药 Col质粒(coliciogenic plasmid):－细菌素 null 转座因子(transposable element)： 概念：细菌基因组中能改变自身位置的DNA序列，这种转座可发生在同一或者染色体之间，也可发生在质粒甚至于染色体与质粒之间。依赖自身转座酶 类型： 插入序列 (insertion sequence IS): 750~1550 bp，两端重复序列，与插入有关 中心序列有转位酶或者与转录有关的调节蛋白基因nullnull转座子 (transposon Tn): 2000~25000 bp 两端为IS 中心序列有与转位无关基因 如：毒素基因、耐药基因等null常见的插入序列和转座子IS bp Tn 耐药或毒素基因 IS1 768 Tn1 AP（氨苄青霉素） IS2 1327 Tn6 Kan（卡那霉素） IS3 1300 Tn10 Tet（四环素） IS4 1426 Tn551 Em（红霉素） IS5 1195 Tn681 E.coli ET（肠毒素）null整合子（integron，In）： 概念：一种运动性的DNA分子，具有独特结构，可以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 特征： 定位于细菌染色体、质粒或转座子上 基本结构：两端为保守末端，中间为可变区，含一个或多个基因盒 整合子含有3个功能元件：重组位点、整合酶基因、启动子，均位于5'保守端 可捕获整合外源性基因，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null 噬菌体（bacteriophage）基因组：参与细菌变异：转导、 溶原性转换第三节 基因转移和重组第三节 基因转移和重组转移：供菌提供DNA；受菌接受DNA 重组：受菌获得供菌DNA类型 基因来源 转移方式 转化 供菌 受菌摄入 接合 供菌 通过性菌毛转导 供菌 噬菌体媒介 溶原性转换 噬菌体 前噬菌体null 转化（transformation）： 受菌主动摄取外源性DNA 供菌死亡时释放或人工方法提取DNAnull 影响因素： 供受菌基因型： 同源性；亲缘关系近，转化率高，不超过10~20个基因 感受态（competence）： 生理活动过程中摄取 转化因子的最佳时期 环境因素：Mg2＋、Ca2＋等可促进转化null转导（transduction） 噬菌体媒介 将供菌DNA转给受菌 分普遍性转导和局限性转导null毒性噬菌体，温和噬菌体 包装错误：任何部位细菌DNA片段 转导性噬菌体：宿主菌DNA，无噬菌体DNA 受菌接受转导噬菌体(供菌)DNA 受菌获得供菌性状 普遍性转导：null 局限性转导：温和性噬菌体 脱落错误：前噬菌体及两边的细菌DNA 转导性噬菌体：噬菌体DNA及细菌DNA null接合（conjugation） 通过性菌毛将供菌DNA转给受体菌，受体菌获得供体菌性状nullF质粒（fertility factor, 致育因子）接触：细胞质沟通 转移：F质粒进入F－菌，1分钟完成 复制：F－菌转为F＋菌nullHfr（高频重组菌株）： F质粒与染色体整合 具有结合和转移功能 细菌染色体转移频率高，F质粒低 受体菌获得供体菌性状 用于绘制基因图nullHfr转移细菌染色体过程null R质粒 耐药传递因子：编码性菌毛 r决定因子：耐药 null溶原性转换（lysogenic conversion） 噬菌体DNA与菌染色体整合 受菌获得新的性状 如白喉杆菌：β-噬菌体-外毒素基因 不产毒白喉杆菌 产毒白喉杆菌null三、基因突变影印平板：自发的，随机的，非诱导的药 物仅起选择作用null 突变的性质： 突变率：10-6~10-9 自发突变与诱发突变 突变与选择 回复突变与抑制突变null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。null突变型细菌及其分离： 耐药性突变型 药敏试验 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 null诊断困难 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 治疗困难：耐药 预防：BCG四、实际应用null Ames试验：null 基因工程载体：质粒，噬菌体 工程菌和酶：限制性内切酶，连接酶 选择目的基因，细菌中表达，如胰岛素、白介素、干扰素等 基因工程疫苗null1.细菌基因转移和重组的类型及其主要差异？ 2.何谓BCG、transposon、R质粒、Hfr、lysogenic conversion和Ames试验？ 3.影印试验验证何种理论？突变型细菌有哪些？思考题