病原生物学：细菌的遗传和变异

病原生物学中关于细菌的遗传和变异的内容 微生物学、细菌，详细的总结了细菌的变异现象，细菌遗传变异的物质基础，细菌的变异机制。细菌遗传变异的实际意义。

细菌的遗传和变异

• 细菌的变异现象
  • 遗传性变异（基因型变异）
  • 非遗传性变异（表型变异）
  • 形态、结构变异
    • 特殊结构的变异
  • 毒力变异
    • 增强
    • 减弱
  • 耐药性变异
    • 细菌对某种抗菌药物有敏感变成耐药的变异称为耐药性变异
    • 金黄色葡萄球菌
    • 有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性
  • 菌落变异
    • • 原因：失去LPS的特异多糖
• 细菌遗传变异的物质基础
  • 基因组：染色体和染色体外遗传物质
    • 质粒
      • 定义
        • 细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。带有遗传性息，能自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞，并非细菌生长所必需
      • 特征
        • 自我复制能力
        • 编码产物赋予细菌某些性状特征
        • 可自行丢失与消除
        • 转移性
        • 相容性和不相容性
      • 几种重要的质粒
        • 致育质粒（F质粒）
        • 耐药质粒
        • 毒力质粒（Vi质粒）
        • 细菌素质粒
        • 代谢质粒
    • 噬菌体
      • 概述
        • 微生物病毒
        • 具有病毒的基本特性
        • 分布广泛，有严格的宿主特异性
      • 生物学性状
        • 形态与结构
          • 蝌蚪形、微球形和丝形
        • 化学组成
          • 蛋白质与核酸
        • 抗原性
        • 抵抗力
      • 种类
        • 毒性噬菌体
          • 能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌
        • 温和噬菌体
          • 噬菌体基因与宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代
    • 转位因子
      • 定义
        • 是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
      • 插入序列
        • 是最小的转位因子，＜2kb，不携带任何已知与插入功能无关的基因区域
      • 转座子
        • ＞2kb，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因
        • 可能与细菌的多重耐药性有关
      • 转座噬菌体或前噬菌体
        • 是一些具有转座功能的溶原性噬菌体，当整合到细菌染色体上，能改变溶原性细菌的某些生物学性状
• 细菌的变异机制
  • 基因的突变和损伤后修复
  • 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、溶原性转换和原生质体融合等方式进行
      • 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
      • 接合
        • 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称为接合性质粒，F质粒、R质粒、Col质粒和毒力质粒等
      • 转导
        • 以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状
          • 普遍性转导
          • 局限性转导
      • 溶原性转换
        • 当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶原状态时而致细菌获得新的性状
        • 白喉棒状杆菌、A群链球菌、肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、霍乱弧菌
• 细菌遗传变异的实际意义
  • 在疾病的诊断、治疗与预防中的应用
    • 形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的变异，使得诊断复杂化
    • 耐药菌株日益增多，预防耐药性
    • 减毒菌株和无毒株可制备成疫苗
  • 在测定致癌物质中的应用
    • 凡能诱导细菌发生突变的物质都有可能是致癌物质
  • 在流行病学中的应用
    • 分子生物学分析方法已被用于流行病学调查
  • 在基因工程中的应用
    • 基因工程是根据遗传变异中细菌可因基因转移和重组而获得新性状的原理设计的