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首页 5 细菌遗传和变异(钟1)

5 细菌遗传和变异(钟1).ppt

5 细菌遗传和变异(钟1)

上帝在抽风中
2013-08-24 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《5 细菌遗传和变异(钟1)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概念细菌的变异现象细菌遗传变异的物质基础细菌的变异机制概念概念遗传(heredity)子代与亲代的性状具有相似性且代代相传使其种属得以保存。变异(variation)在一定条件下子代和亲代之间以及子代和子代之间的差异称为变异。变异可使细菌产生新变种新特性由遗传得以巩固变异分为变异分为遗传性变异(基因型变异)细菌的基因结构发生了改变如基因突变或重组不可逆可遗传给后代。非遗传性变异(表型变异)环境改变导致基因结构未发生变异可逆不可遗传。一、细菌的变异现象一、细菌的变异现象形态结构变异:细菌L型(表型变异)毒力变异(基因型变异)牛型结核杆菌(有毒株)BCG(减毒株)二、细菌遗传变异的物质基础二、细菌遗传变异的物质基础染色体和染色体外遗传物质质粒转座因子整合子噬菌体基因组(一)细菌染色体(一)细菌染色体细菌染色体:环状dsDNA不含组蛋白,无核膜包围。相对较小,~×bp复制快,bpmin无组蛋白无内含子为连续基因单倍体,突变后更易表现(二)质粒(plasmid)(二)质粒(plasmid)细菌染色体外的遗传物质环状闭合的双链DNA。带有遗传性息控制细菌的某些生物学性状能自行复制并非细菌生长所必需。几种重要的质粒致育质粒(F质粒)耐药质粒(R质粒)毒力质粒(Vi质粒)细菌素质粒、致育质粒(F质粒)、致育质粒(F质粒)决定细菌性菌毛的有无带有F质粒的为雄性菌能长出性菌毛无F质粒的为雌性菌无性菌毛介导细菌之间的接合。、耐药质粒(R质粒)、耐药质粒(R质粒)编码细菌对抗菌药物的耐药性。可通过细菌间接合进行传递的称接合性耐药质粒。不能通过接合传递的非接合性耐药质粒但可通过噬菌体传递。危害耐青霉素耐链霉素、细菌素质粒、细菌素质粒编码各种细菌产生细菌素。Col质粒编码大肠埃希菌产生大肠菌素对同品系或近缘的细菌有抑制作用、毒力质粒(Vi质粒)、毒力质粒(Vi质粒)编码与该菌致病性有关的毒力因子。如致病性大肠埃希菌产生的耐热性肠毒素是由ST质粒编码的。细菌粘附定植在肠粘膜表面是由K质粒决定的。、代谢质粒编码产生相关的代谢酶。如:沙门菌发酵乳糖代谢质粒、代谢质粒质粒的特征质粒的特征自我复制能力为复制子决定细菌某些性状可自行丢失与消除有转移性:通过接合、转化、转导可分为相容性和不相容性(三)转座因子(三)转座因子存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段它能在DNA分子中移动不断改变它们在基因组的位置能从一个基因组转移到另一个基因组中。转座因子转座因子分为类转座因子分为类插入序列(IS)转座子(transposonTn)(四)整合子(四)整合子是一种运动性DNA分子具有独特结构可捕获和整合外源性DNA分子转变成功能基因表达单位。定位于染色体和质粒或转座子细菌固有的遗传单位由两端保守区和中部可变区组成可变区包含多个基因盒’端保守区包含个功能元件(整合酶基因、重组位点和启动子)(五)噬菌体基因组(五)噬菌体基因组噬菌体的遗传物质可整合到细菌染色体上从而导致细菌的生物学性状改变。前噬菌体噬菌体三、细菌的变异机制三、细菌的变异机制基因的转移和重组(外源性基因的转移与重组)基因的突变(内源性基因突变)(一)基因的转移和重组(一)基因的转移和重组重组(recombination)转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组使受体菌获得供体菌的某些性状。方式:细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、转导、溶原性转换等方式进行。、转化(transformation)、转化(transformation)概念:转化:供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取使受体菌获得新的性状。证实:转化现象在肺炎链球菌、葡萄球菌和流感嗜血杆菌等中被证实。转化试验转化试验TransformationinBacteriaTransformationinBacteria转化转化转化因子(transformingprinciple)在转化过程中转化的DNA片段称为转化因子分子量小于最多不超过个基因。感受态(competence)受体菌只有处于感受态时才能摄取转化因子。、接合(conjugation)、接合(conjugation)概念:细菌通过性菌毛相互连接沟通将遗传物质(主要是质粒DNA)从供体菌转移给受体菌。接合性质粒:能通过接合方式转移的质粒F质粒、R质粒、Col质粒和毒力质粒。F质粒接合过程F质粒接合过程接合过程(conjugation)接合过程(conjugation))R质粒接合)R质粒接合R质粒包括两部分耐药传递因子(resistancetransferfactor,RTF)与F质粒相似编码性菌毛的产生和通过接合转移耐药(r)决定子rdet能编码对抗菌药物的耐药性可由几个带有耐药基因的转座子连接相邻排列R质粒、转导(transduction)、转导(transduction)以噬菌体为载体将供体菌的DNA转移到受体菌内使受体菌获得新的性状。根据转导基因片断范围分为:普遍性转导(generaltransduction)局限性转导(restrictedtransduction))普遍性转导)普遍性转导概念:通过噬菌体将供体菌任意DNA片段转移至受体菌的转导现象。普遍性转导示意图普遍性转导示意图受体菌转导噬菌体供体菌DNA噬菌体DNAGeneralizedTransductionGeneralizedTransduction受体菌完全转导流产转导普遍性转导结局)局限性转导)局限性转导概念:所转导的基因只限于供体菌染色体上特定的基因。局限性转导局限性转导、溶原性转换(lysogenicconversion)、溶原性转换(lysogenicconversion)概念:当噬菌体感染细菌使其成为溶原状态噬菌体的基因整合到宿主菌染色体中,细菌获得新的性状。如:白喉棒状杆菌:β棒状噬菌体感染--白喉毒素原生质体融合(protopastfusion)是将两种不同的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相互融合的过程。基因转移与重组四种形式的区别基因转移与重组四种形式的区别类型基因来源转移方式转化供体菌直接摄取接合供体菌性菌毛沟通转导供体菌噬菌体为载体转换噬菌体噬菌体基因整合点突变:一对或少数几对硷基对的置换、插入或缺失。染色体畸变:较大范围的核苷酸序列发生易位、缺失、重复、倒位等变化。(二)基因突变自发突变和诱发突变突变率自然突变率()诱导突变率()突变与选择影印培养试验回复突变与抑制突变:野生型和突变型基因突变规律影印试验(年)突变型细菌及其分离突变型细菌及其分离抗性突变型:噬菌体和耐药性突变营养缺陷突变型条件致死性突变型:温度敏感突变株(ts)发酵阴性突变型四、细菌遗传变异的实际应用四、细菌遗传变异的实际应用影响细菌学诊断在治疗与预防中的应用致癌物质的检测在基因工程中的应用在测定致癌物质中的应用Ames试验:凡能诱导细菌基因突变的物质都有可能致癌。小结、举例说明几种细菌变异现象、细菌的遗传物质染色体、质粒(特点)。、细菌变异的机制细菌基因重组的方式转化、接合、转导和溶原性转换(概念)。

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