导图社区 细菌的遗传与变异
细菌的遗传与变异 医学微生物学 人民卫生出版社
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第四章 细菌的遗传与变异
1. 细菌的基因组
包含细菌的全部遗传信息
细菌染色体
单倍体，可呈环状或线性
大多数基因为单拷贝，rRNA基因为多拷贝
满足细菌迅速生长繁殖需要
无内含子，转录后的RNA无需加工
细菌致病岛
病原菌基因组中存在编码与细菌毒力或致病性相关因子的外源DNA片段
质粒
1.细菌染色体外具有独立复制能力的遗传物质。 2.可赋予宿主菌某些特定生物学性状 3.可自行丢失或通过人工处理消除
能否通过性菌毛传递
接合性质粒
能，分子量大，如F质粒和R质粒
非接合性质粒
不能，分子量小
质粒拷贝数多少
质粒拷贝数指每个细菌内所含有相同质粒的数量
严密型质粒
低，复制与染色体同步
松弛型质粒
高，复制与染色体不同步
相关质粒能否共存于同一宿主菌
相容性质粒
不相容性质粒
编码的生物学性状分类
致育质粒或F质粒
耐药性质粒
接合性耐药质粒为R质粒，非接合性耐药质粒为R质粒
毒力质粒
细菌素质粒
代谢质粒
整合在染色体中的噬菌体基因组
可移动元件
其移动方式为转位，又称转座元件。能改变自身位置的DNA序列，又称跳跃基因。可导致基因的不稳定和高突变率
可发生在染色体间，质粒间，染色体和质粒间。其转位作用依赖自身编码的转座酶
插入序列（IS）
最简单的转座原件
两侧末端有反向重复序列，是重组酶的识别位点
转座子（Tn）
基本结构为IS+功能基因+IS
整合子（In）
可捕获和整合外源性基因，通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在细菌水平传播
转座噬菌体
2. 细菌的基因突变
自发突变
彷徨实验证明：突变是自发和随机的
诱发突变
可提高突变率
突变与选择
影印培养实验证明：突变是自发和随机的，耐药突变是在接触抗生素之前就已产生
突变类型
野生型
突变型
回复突变
突变型突变回去
3. 基因的转导和重组
基因的转移和重组
转化 transformation
概念 受体菌直接摄取供体菌的DNA片段而获得新的遗传性状的过程
子主题
影响因素
供、受体菌的基因型： 亲缘关系越近转化率越高
DNA片段分子量
受菌的生理状态：受菌处于感受态
环境因素
接合conjunction
概念 细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质从供体菌传给受体菌的方式
F质粒（致育因子）
编码性菌毛 相当于雄性菌 供体菌
无性菌毛相当于雌性菌 受体菌
高频重组株（Hfr） F质粒结合到宿主染色体上导致宿主基因的高频转移
R质粒
组成
耐药传递因子 编码性菌毛
耐药决定子 编码耐药性
转导 transduction
概念 由噬菌体介导，将供体菌的DNA片段转入受体菌，使受体菌获得供体菌的部分遗传性状
分类
普通性转导
由毒性噬菌体、温和噬菌体介导
装配错误 供体菌染色体或者质粒上的任何部分DNA
结果
完全转导 供体菌DNA片段整合至受体菌染色体
流产转导 供体菌DNA游离在细胞质中，不能自身复制也不能传代
局限性转导
由温和噬菌体介导
脱离偏差 前噬菌体及两侧供体菌基因
结果 受体菌获得供体菌DNA特定部位遗传性状
溶原性转换 lysogenic conversion
宿主菌在温和噬菌体感染后，以前噬菌体形式与细菌基因组整合，使宿主成为溶原性细菌从而获得由噬菌体基因编码的某些性状
原生质体融合 protoplast fusion
将两种不同细菌经处理后保持原生质体状态，混合后使用融合剂促使其融合
适用性 原不具备基因水平转移特性的同种或异种细菌间的基因转移和重组
4. 细菌的遗传变异在医学上的实际意义
形态结构变异与细胞诊断
如L型细菌
耐药性变异与防控
如超级细菌
毒力变异与疫苗防治
减毒活疫苗
流行病学分析应用
如核酸检测
致癌物质检测中的应用
Ames实验检测物质是否为致癌物
基因工程应用
