细菌的遗传变异_7
51页1、第2章,细菌的遗传与变异,BCG:牛型结核杆菌(有毒株) 胆汁-甘油-马铃薯培养 13年,230次传代 减毒株(BCG) 基因型变异:BCG 表型变异:细菌L型,基因型和表型变异的比较,基因型变异,表型变异,基因结构,变化 未变,可逆性,不或极少 可逆,稳定性,稳定 不稳定,环境影响,涉及细菌数,不受影响 受影响,个别 全体,第一节 细菌的变异现象,形态、结构变异 抗原性变异 菌落变异 毒力变异 耐药性变异,一、形态结构变异,L型变异 青霉素、溶菌酶 - 正常形态细菌 L型细菌 抗体或补体 (部分或完全失去胞壁) 芽孢变异 42-43 - 炭疽杆菌 失去形成芽胞能力, 毒性降低 10-20天 鞭毛变异(H-O变异) 0.1%石炭酸 - 变形杆菌 点状生长、单个菌落 (O) 迁徙生长(H),二、菌落变异,在陈旧培养基中长期培养 光滑型菌落 粗糙型菌落 S R 原因:失去LPS的特异多糖,三、毒力变异,增强 感染棒状杆菌噬菌体 白喉棒状杆菌 获得白喉毒素 减弱 胆汁、甘油、马铃薯培养基 牛分枝杆菌 卡介苗 13年(230代),四、耐药性变异,细菌对某种抗菌药物从敏感变成耐药的变异 金黄色葡
2、萄球菌 MRSA(耐甲氧西林金黄 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 含链霉素培养基 痢疾志贺菌 痢疾志贺菌依链株 长期培养 (SmD株),第二节 细菌的遗传物质,细菌染色体:dsDNA,3.25106 bp 复制快:105 bp/min 无组蛋白,无内含子,为连续基因 单倍体:突变后更易表现,质粒(plasmid):,复制能力 控制某些性状 转移能力 丢失或消除,功能:F质粒转移;Vi质粒毒力 R质粒耐药;Col质粒细菌素,噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒 个体微小,可以通过细菌滤器 无细胞结构,主要由衣壳(蛋白质)和核酸组成 只能在活的微生物细胞内复制增殖,是一种专性胞内寄生的微生物 严格宿主特异性,分布极广,有菌即有噬菌体,噬菌体(bacteriophage):,1.形态与结构 噬菌体有三种基本形态,即蝌蚪形、微球形和细杆形。大多数噬菌体呈蝌蚪形。,结构:由头部和尾部组成; 化学组成:蛋白质与核酸; 核酸类型:为DNA或RNA,大多数DNA噬菌体的DNA为线状双链; 噬菌体具有抗原性; 抵抗力:比一般细菌繁殖体强。,
3、2.噬菌体可分为两种类型 1.毒性噬菌体:能在宿主菌内复制增殖,产生许多子代噬菌体,并最终裂解细菌。 2.温和噬菌体或溶原性噬菌体:噬菌体基因组整合于宿主菌染色体中,不产生子代噬菌体,也不引起细菌裂解。,溶菌性周期,毒性噬菌体在宿主菌内的增殖过程(复制周期或溶菌周期)包括吸附穿入、生物合成、成熟释放等3个阶段。,溶原性周期,温和噬菌体感染细菌后不增殖,其核酸整合到细菌染色体上,成为前噬菌体。并随细菌复制而复制,随细菌的分裂而分配到子代细菌染色体中。,溶原性细菌:带有前噬菌体的细菌。 温和噬菌体可以自发或在有些因素的诱导下,整合的前噬菌体可以从染色体上脱离,进入溶菌性周期。 溶原性:温和噬菌体具有的这种产生成熟子代 噬菌体颗粒和裂解宿主菌的潜在能力。,温和噬菌体有溶原性周期和溶菌性周期,而毒性噬菌体只有一个溶菌性周期。,溶原性转换 某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变。 例如白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机理由于棒状杆菌噬菌体DNA携带白喉毒素基因,其感染白喉棒状杆菌后,使无毒的白喉棒状杆菌获得产生白喉毒素的能力。,转座因子(transposable element): 是一类不依赖于
4、同源性重组可以在细菌的基因组(染色体、质粒、噬菌体)中从一个位置转移到另一个位置上的独特DNA片段,也称为跳跃基因(jumping genes)或移动基因(movable genes)。 包括:插入序列(IS) 转座子(transposon, Tn) Mu 噬菌体,IS (insertion sequence): 0.72.5 kb 两端有反向重复序列,与插入有关 中心序列有转位(座)酶基因,没有其 他基因,Tn (transposon): 200025000 bp 两端为IS 中心序列有与转位无关的基因 如:毒素基因、耐药基因等 是细菌产生耐药性的重要原因,常见的插入序列和转座子,IS bp Tn 耐药或毒素基因,IS1 768 Tn1、2、3 AP(氨苄青霉素),IS2 1327 Tn5、6 Kan(卡那霉素),IS3 1300 Tn10 Tet(四环素),IS4 1426 Tn551 Em(红霉素),IS5 1195 Tn681 E. coli ET(肠毒素),Mu 噬菌体: 是一类具有转座作用的大肠埃希菌温和噬菌体,可随机插入宿主菌DNA中。 转座机制 非复制型转座 复制型转座
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