细菌的遗传与变异_5
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1、第五章 细菌的遗传与变异,遵义医学院珠海校区 主讲：孙万邦,问题,1、何谓细菌基因转移和重组？ 2、细菌基因转移和重组机理 是什么？ 3、细菌可发生哪些变异？ 4、何谓质粒和转座因子？,基本概念,遗传(heredity)： 一定条件下，细菌的性状相对稳定，并能代代相传，子代与亲代之间表现为相似性，这种现象称为遗传,变异(variation)： 子代与亲代之间存在不同程度的差异，这种现象称为变异。,第一节 细菌遗传变异的物质基础,1.细菌染色体 chromosome 2.质粒 plasmids 3.转位因子 transposable element,一、染色体（chromosome）,一条环状双螺旋DNA长链，按一定构型反复回旋形成松散的网状结构； 缺乏组蛋白，无核膜包裹； 约含有5000个基因； 双向复制，全过程约20min。,质粒(plasmid)：是细菌染色体以外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。 附加体（episome）：既能以染色体外自主复制状态存在，有能与宿主染色体细胞整合为一体状态存在的质粒,二、质粒,质粒具有自我复制的能力。 质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状特
2、征。 质粒可自行丢失与消除。 质粒的转移性。 质粒可分为相容性与不相容性两种。,质粒DNA的特征,常见质粒类型,F质粒(fertility plasmids)编码细菌 性菌毛 R质粒(resistance plasmids)编码细 菌耐药性 Vi质粒(virulence plasmids)编码细 菌毒力因子 Col质粒 码大肠埃希菌的细菌素 代谢质粒 编码产生相关的代谢酶,三、转座因子,转座因子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中的位置，能从一个基因组转移到另一基因组中。,转座因子,第一节 基因突变及其修复,突变(mutation)： 是细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。 又称点突变,一、基因突变共同特征,自发性和不对应性自发突变 稀少性突变率（频率1/106-109） 可诱发性诱变、诱变剂 独立性 稳定性 可逆性回复突变,1、波动试验,大肠菌SM敏感株,A 管,B 管,培养后分50管,接种SM平板 培养后菌数波动大,接种SM平板 培养后菌数波动不大,2、影印试验,第三节 细菌性状
3、变异的实例,一细菌的表型变异 （1）形态变异 鼠疫杆菌加3%食盐培养成为絲状、球状等 （2）结构变异 葡萄球菌加PNC培养成为L型菌 （3）菌落变异 H O,二细菌的基因型变异 （1）细菌毒力的变异 卡介苗(BCG) （2）耐药性变异,结核杆菌的干燥型菌落,第四节 基因的转移和重组,基因转移(gene transfer)： 外源DNA进入受体菌。 基因重组(recombination) ： 转移的DNA与受体菌DNA发生重新整合。,基因转移重组的方式：,.转化Transformation 受体菌直接摄取供体菌 游离DNA片段，整合后 改变了受体菌的遗传性状。,肺炎荚膜,基因转移,.接合Conjugation ： 供体菌通过性菌毛 与受体菌沟通，使遗 传物质从供体菌传递 到受体菌。 F质粒的接合 R质粒的接合,接合,高频重组菌（Hfr）,R质粒有耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(r)两部分组成。 RTF的功能与F质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过接合转移； R决定子能编码对抗菌药物的耐药性。,R质粒的接合,.转导Transduction） ： 以温和噬菌体为载体， 把供体菌的基因 转移到受体菌，使受 体菌遗传性状发生改变。 （）普遍性转导 完全转导 流产转导 （）局限性转导,普遍性转导( generalized transduction),局限性转导( restricted transduction),4. 溶原性转换(lysogenic conversion),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，而使细菌获得新的性状。,溶原性转换,5. 原生质体融合(protoplast fusion),第五节 细菌遗传变异的实际意义,在疾病的诊断、治疗与预防中作用。 在测定致癌物质中的应用。 在流行病中的应用。 在重组DNA技术的应用。,要点,1、掌握细菌基因转移、基因重组的 概念和机理。 2、掌握细菌质粒和转座因子。 3、了解细菌变异现象。,
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