2017年初级检验技师《微生物检验》讲义第4章细菌的遗传变异

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1、-细菌的遗传变异一、概述遗传使微生物的性状保持其种属的稳定性，变异是微生物进化的基础。研究微生物遗传变异对微生物所致感染性疾病的预防、诊断和治疗有重要意义。二、遗传变异的物质基础（一）微生物遗传物质的组成及结构特点细菌的遗传物质是DNA，具有信息量大、为双螺旋结构等特点。病毒的遗传信息由其核心的DNA或RNA携带。细菌遗传的物质基础存在于染色体、质粒和转位因子中。（二）细菌染色体1.细菌染色体特点为一环状闭合双螺旋长链，反复折叠扭曲形成负超螺旋结构，减少了二级结构右手螺旋张力，使其结构更趋稳定。细菌的基因结构呈连续性、几乎无内含子，

2、因此，转录后的DNA不需加工剪切即可产生成熟的mRNA。2.细菌DNA复制和表达大多数细菌的基因组中只有一个起始点，复制时成团的DNA解开成环状，然后按DNA复制半不连续模式进行复制：即3’→5’链（先导链）复制的新生链是连续的，而与先导链互补的5’→3’链（随从链）复制的DNA是不连续的，以5’→3’方向先合成冈崎片段，再通过DNA连接酶共价连接成完整的一条链。由DNA经过RNA到多肽链的过程，即基因表达的过程。（三）细菌质粒1.质粒是细菌体内染色体外的环状双股DNA，有时也可呈线状或超螺旋状。2.质粒的基本特性（1）质粒DNA能

3、自主复制；（2）不相容性；（3）转移性；（4）编码某些特殊功能蛋白质而赋予宿主菌众多的生物学特性。第1页共5页---·---3.质粒分类按质粒基因编码的生物学性状分为：①耐药性质粒（R质粒）。②Col质粒（编码肠毒素）。③Vi质粒（编码细菌与致病性有关的蛋白质）等。④F质粒（编码性菌毛）。4.耐药性质粒的分类及其特征（1）接合性耐药质粒：可以通过细菌间的接合进行基因传递，由两部分组成，即耐药传递因子（R）和耐药决定因子（r）。前者编码性菌毛，后者决定对药物的耐受性。通过耐药质粒的转移，耐药菌可将耐药基因转移到敏感菌，使后者成为耐药菌

4、。（2）非接合性耐药质粒：仅有耐药决定因子（r）。（四）细菌转位因子1.转位因子为存在于细菌染色体或质粒上的一段特异的核苷酸序列，它可在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组内的位置。2.转位因子的特点DNA片段的两端有反向或同向的重复顺序，中间部分有编码转座酶的结构基因，使它们整合到受体DNA的某一位上。3.分类及特点转位因子主要有三类：（1）插入顺序由两末端为反向重复顺序和转座有关的基因组成，不携带其他任何已知和插入功能无关的基因区域，是最小的转位因子。（2）转座子除携带与转座有关基因外，还带有其它特殊功能的基因，如耐药性基因、

5、肠毒素基因等。（3）转座噬菌体是一些具有转座功能的溶原性噬菌体。三、微生物变异的现象微生物变异现象：形态、结构、菌落、抗原性、毒力、酶活性、耐药性、空斑、宿主范围等的变异。可分为非遗传型变异和遗传型变异。微生物在一定的环境条件下发生的变异，不能稳定地传给子代，当环境条件改变，可能恢复原来性状，称为非遗传型变异；微生物的基因型发生改变，变异的性状能稳定地传给子代，并且不可逆转，称为遗传型变异。（一）形态与结构变异细菌在不同的生长时期菌体形态和大小可以不同，生长过程中受外界环境条件的影响也可发生形态变异。如细菌的L型形态呈现高度多形性且

6、对渗透压敏感，在普通培养基中不能生长。细菌的一些特殊结构，如荚膜、芽胞、鞭毛等也可发生变异。（二）培养特性变异1.S-R变异光滑型向粗糙型的变异。常伴有抗原、毒力、某些生化特性的改变。2.病毒突变株有些病毒在敏感细胞内连续培养传代过程中产生大小外形不同于野生型的空斑，称为空第2页共5页---·---斑突变株。（三）毒力变异有毒力减弱和增强两种。卡介苗是一株毒力减弱而保留抗原性的变异株，预防接种对人不致病，却可使人获得免疫力。（四）耐药性变异是对某种抗菌药物敏感的细菌变成对该药物耐受的变异。四、微生物变异的机制微生物变异分遗传型变异和

7、非遗传型变异。引起遗传型变异的机制包括微生物遗传物质的突变及基因的转移和重组。（一）突变突变是细菌遗传物质结构发生突然而稳定的改变，这种改变可传于后代。在细菌生长繁殖过程中突变经常发生。不同种类的细菌其突变率差别很大。突变率是由复制的准确度、DNA损伤的发生机会及对损伤DNA修复程度三方面综合决定。一般细菌每分裂106～109次即可发生一次。1.基因突变的规律（1）自发突变和诱导：自发突变的频率很低。当加入诱导剂（紫外线、X线、烷化剂、亚硝酸盐等）后可使突变率提高10～1000倍。（2）随机突变和选择：突变是随机和不定向的。将此菌放

8、在一个有利于突变株而不利于其他菌株生长的环境中将突变菌筛选出来。（3）突变和回复突变：某种细菌在自然环境下大多数所具有的表型菌株称为野生型菌株，发生突变后的菌株则称为突变型株。经过再次突变又可成为与野生型相同表型的过程称为回复突变。2