细菌的遗传与变异

微生物学-细菌的遗传与变异知识整理，包括：细菌基因组、细菌基因突变、基因的转移与组合、细菌遗传变异在医学上的实际意义。

细菌的遗传与变异

• 细菌基因组
  • 组成
    • ①细菌染色体
      • 特点
        • 主要位于染色体
        • 单倍体，可呈环状或线状
        • 细菌基因组中大多数基因为单拷贝，rRNA基因为单拷贝
    • ②质粒
      • 特点
        • 细菌染色体外具有独立复制能力的遗传物质
        • 携带与细菌生命活动非必需的基因
      • 根据质粒基因编码的生物学性状分类
        • ①致育质粒或F质粒
          • 编码性菌毛
        • ②耐药性质粒或R质粒
          • 其编码产物与多种抗菌药物和重金属的抗性相关
        • ③毒力质粒
        • ④细菌素质粒
        • ⑤代谢质粒
    • ③噬菌体基因组
      • 温和性噬菌体的基因组可整合在细菌染色体上，成为前噬菌体
  • 特殊结构
    • 转座元件
      • 插入序列
        • 是细菌中最简单的转座元件
      • 转座子
      • 整合子
        • 特点
          • 是一种可移动的DNA分子，具有独特结构
          • 定位于细菌的染色体、质粒或转座子上，通过捕获外源性基因使细菌适应性增强
• 细菌基因突变
  • 定义
    • 指DNA碱基对的置换、插入和缺失所致的基因结构的变化
  • 分类
    • 点突变
    • 插入或缺失突变
    • 多点突变
  • 类型
    • 基因的自发突变
      • 突变可以自然发生
    • 基因的诱发突变
      • 通过人工诱导可提高细菌的突变率
    • 突变与选择
      • 突变的发生是随机和不定向的，在细菌群体中仅少数细菌发生突变
      • 耐药突变是在接触抗生素之前已发生，抗生素仅发挥了筛选抗性突变株的作用
• 基因的转移与组合
  • 分类（根据DNA片段的来源及交换方式等不同）
    • 转化
      • 受体菌直接摄取供体菌DNA片段而获得新的遗传性状
    • 接合
      • 定义
        • 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
      • 接合性质粒
        • F质粒
        • R质粒
    • 转导
      • 定义
        • 由噬菌体介导，将供体菌的DNA片段转入受菌体，重组后使受菌体获得供体菌的部分遗传性状
      • 分类
        • 普遍性转导
        • 局限性转导
        • 溶原性转换
          • 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，从而获得由噬菌体基因编码的某些生物学性状
• 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
  • 毒力变异与疫苗研制
  • 流行病学分析方面的应用
  • 致癌物质检测中的应用