导图社区 细菌的遗传与变异
医学微生物学中细菌的遗传与变异主要讲述了遗传、变异、细菌基因组、基因的转移与重组、细菌基因异变、细菌遗传变异的意义,希望梳理的内容对你有帮助!
编辑于2021-07-22 14:59:50《医学影像学》中枢神经系统思维导图,帮助大家更好滴掌握知识点,中枢神经系统(英文名称:Central Nervous System,中文名称中枢神经)是由脑和脊髓组成(脑和脊髓是各种反射弧的中枢部分),是人体神经系统的最主体部分。中枢神经系统接受全身各处的传入信息,经它整合加工后成为协调的运动性传出,或者储存在中枢神经系统内成为学习、记忆的神经基础。人类的思维活动也是中枢神经系统的功能。
医学微生物学里主要病原性真菌的知识点包括浅部感染真菌、深部感染真菌、皮下组织感染真菌、地方流行真菌,结构型知识框架方便学习记忆!
真菌学是研究真菌形态、分类、生理、生态、发育和遗传的科学。它的基本任务是揭示真菌生存和发展的规律,进而获得利用、控制和改造真菌的知识和技能,有需要的收藏下图学习吧!
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细菌的遗传与变异
遗传
指亲代的特性可通过遗传物质传递给子代——稳定性。
基因是遗传的基本单位
基因型:相似性、差异性
细菌的全部遗传信息构成细菌基因型,决定细菌的形状结构、生理代谢、致病性及药物抗性等生物学性状。
表型:环境因素+基因型
在特定外界环境中,细菌在生长中所表现的形态和生理特性等性状的总和。
变异
指子代与亲代间生物性状的差异——差异性。
细菌易变异:基因组简单、代谢与繁殖迅速
细菌变异类型:遗传变异和表型变异
细菌基因组
细菌的遗传物质是DNA。细菌基因组包括染色体、质粒和整合在染色体中的噬菌体基因组。
细菌基因组的主要组成
细菌的染色体:环状dsDNA和线性dsDNA
G+C含量可作为分析细菌种属关系或基因来源 外源DNA片段——基因水平转移 DNA可以从一种生物转移至另一生物,整合至染色体,改变其遗传信息的组成,这类基因转移的方式称之为基因的水平转移或基因侧向转移。
质粒:环状闭合或性状线性dsDNA
游离或整合在细菌染色体上。 携带与细菌生命活动非必须的基团,赋予细菌特点生物学性状。 至育基因
噬菌体基因组:温和噬菌体——前噬菌体
细菌基因组中主要的特殊结构
转座元件:在细菌基因组中存在插入序列和转座子等可移动元件。可移动遗传元件的移动方式称为转位,因此又称转座元件。转座元件是一类不依赖于同源重组即可在细菌或其他生物的基因组(染色体、质粒和噬菌体基因组)中改变自身位置的独特DNA序列,又称为跳跃基因,可导致基因的不稳定和高突变率。 意义:通过位置移动改变遗传物质的核苷酸序列,产生插入突变、基因重排或插入位点附近基因转录表达的改变等。因此,促进细菌生物学性状的改变及细菌进化。
插入序列(IS)
IS是细菌中最简单的转座元件,是细菌染色体、质粒和某些噬菌体基因组的正常组份。IS的共同特征为:两侧末端有反向重复序列,长度不等,是重组酶的识别位点;中心序列编码转座酶及与转录有关的调节蛋白。IS编码的转座酶催化转座元件的整合或解离。IS可正向或反向整合到基因组而导致细菌基因突变。IS可独立存在,也可称为转座子的一部分。在细菌染色体和质粒中存在多种IS或多个拷贝的IS。
转座子(Tn)
Tn的结构较复杂,基本结构为IS-功能基因-IS,即两侧末端携带IS,中间区域为其他功能基团(耐药性基因、抗重金属基因、毒力基因和糖发酵基因等)。
整合子(In)
整合子是一种可移动的DNA分子,具有特殊结构,可捕获和整合外源性基因,使之转变成为功能性基因的表达单位。 整合子的基本结构含有三个功能元件,整合酶基因、特异性重组位点和启动子,均位于整合子5’保守末端。
细菌基因突变
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,可分为点突变、插入或缺失突变及多点突变。碱基置换包括转换和颠换。
基因的自发突变
突变可以自然发生 彷徨实验证明——证明突变自发
基因的诱发突变
通过人工诱导可提高细菌的突变频率。 诱导因素:X线、紫外线、电离辐射、亚硝酸盐、烷化剂、丝裂霉素、黄曲霉素B等。
突变与选择
突变的发生时随机和不定向的,在细菌群体中仅少数细菌发生突变。 影印培养试验——证明耐药菌株的突变和抗生素的选择作用。抗生素仅发挥了筛选抗性突变株的作用。
回复突变与抑制突变
野生型:自然界分离的未发生突变的菌株。 突变型:发生某一性状改变的菌株。 正向突变:野生型→突变型 回复突变:野生型→突变型→野生型 抑制突变:第二次突变没有改变正向突变的序列,只是在第二个位点发生突变抑制第一次突变效应。
基因的转移和重组
基因转移:外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。 重组: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。 细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、转导等方式进行。
转化
受体菌直接摄取供体菌(外源)DNA片段而获得新的遗传性状的过程称为转化。
接合
细菌通过性菌毛相互连接沟通,将遗传物质从供体菌传递给受体菌的方式称为接合。
F质粒
F质粒为编码型菌毛,含F质粒的细菌为F+,无性菌毛的菌株为F-。在结合过程中,F+作为供体菌,F-作为受体菌。 F质粒可游离在细胞质中,亦可整合到细菌的染色体上从而导致宿主菌染色体所含基因的高频转移,称为高频重组株(Hfr)。
R质粒
接合性耐药质粒在细菌耐药性的传递中发挥重要作用。R质粒由耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(r-det)组成。 编码性菌毛且带有耐药性基因。
转导
转导是由噬菌体介导,将供体菌的DNA片段转入受体菌,重组后使受体菌获得供体菌的部分遗传性状。转导可分为普遍性转导和局限性转导。
普遍性转导
毒性噬菌体和温和噬菌体均可介导普遍性转导。在噬菌体成熟装配过程中,由于装配错误,误将宿主(供菌)染色体片段或质粒装入噬菌体内,产生一个转导噬菌体。
局限性转导
由温和噬菌体介导。溶原期噬菌体DNA整合在细菌染色体上形成前噬菌体。前噬菌体从宿主菌染色体上脱离时发生偏差,带有宿主菌染色体基因的前噬菌体脱落后经复制、转录和翻译后组装成转导噬菌体。这种转导噬菌体再感染受体菌时,可将供体菌基因带入受体菌。
溶原性转换
局限性转导的一种形式。温和噬菌体感染宿主菌后,以前噬菌体形式与细菌基因组整合,使宿主菌成为溶原性细菌。从而获得由噬箘体基因编码的某些生物学性状,称为溶原性转换。
细菌遗传变异在医学上的实际意义
形态结构变异与细菌学诊断
耐药性变异与防控
毒力变异与疫苗研发
流行病学分析方面的应用
致癌物质检测中的应用
基因工程方面的应用