细菌遗传与变异.ppt

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1、第一篇微生物学基础第5章细菌遗传与变异BacterialGenetics教学大纲掌握内容：细菌的遗传物质；基因转移与重组方式的种类及定义；噬菌体及其相关概念。熟悉内容：细菌的变异类型；噬菌体与宿主菌相互关系。了解内容：细菌的变异现象；细菌遗传变异研究的实际意义。问题微生物的概念及种类？医学微生物学的主要研究内容是什么？第一节与细菌遗传相关的物质细菌染色体质粒噬菌体转座子细菌染色体细菌染色体chromosome一条环状双螺旋DNA长链按一定构型反复回旋而成的松散网状结构毒力岛(Pathogenicityisland):指病

2、原菌的某个或某些毒力基因群,其分子结构与功能不同于细菌染色体,但位于染色体内,故称之.毒力岛最早是用来描述泌尿道致病性大肠杆菌的两个相对分子质量很大的、编码许多毒力相关基因的、不稳定的染色体DNA片段。近年来人们发现在许多病原性细菌中都存在着毒力岛，毒力岛的定义也有了较大的改变。毒力岛具有以下特点：1.编码细菌毒力基因簇的一个相对分子质量较大的(20～100kb左右)染色体DNA片段；2.一些毒力岛的两侧具有重复序列和插入元件,但是也可以没有；3.毒力岛往往位于细菌染色体的tRNA基因位点内或附近,或者位于与噬菌体整合有

3、关的位点，肠致病性大肠杆菌(EPEC)的LEE毒力岛就位于转运RNAselC位点；4.毒力岛DNA片段的G+Cmol%、密码使用和宿主细菌染色体有明显差异，有的比宿主细胞的G+Cmol%明显高，有的明显低；5.毒力岛编码的基因产物许多是分泌性蛋白和细胞表面蛋白,如溶血素、菌毛和血红素结合因子，一些毒力岛编码细菌的分泌系统（如Ⅲ型分泌系统）、信息传导系统和调节系统；6.一种病原菌可以有一个或几个毒力岛；7.一部分学者认为,细菌的毒力岛应该包括位于噬菌体和质粒上的、与细菌的毒力有关的、其G+C百分比和密码使用与宿主细胞明显不

4、同的DNA片段；8.毒力岛可能与新发现的病原性细菌有关。在沙门氏菌中已经发现了5个毒力岛。如果鼠伤寒沙门氏菌的SPI-1毒力岛发生了突变，经口感染，对小鼠的毒力可降低15～50倍。但是如果经过腹腔途径感染，则毒力没有明显降低。这说明，SPI-1毒力岛主要与肠道粘附和侵袭有关。经过腹腔途径感染，使鼠伤寒沙门氏菌逃避了肠道屏障，SPI-1毒力岛的作用就表现不出来。而SPI-2毒力岛则不同。如果SPI-2毒力岛发生了突变，即使经过腹腔途径感染，伤寒沙门氏菌对小鼠的毒力也降低了10000倍，就不能够引起全身性感染三、细菌的Ⅲ型分

5、泌系统Ⅲ型分泌系统（typeⅢsecretionsystem，TTSS）是一个由多组分蛋白复合体形成的跨膜通道TTSS与动植物的许多革兰氏阴性病原菌毒力因子的分泌有关编码TTSS的基因通常位于毒力岛上，约有20～30个质粒特点自主复制双股闭合环状DNA分子编码某些表型可丢失和转移分类表型F质粒、R质粒、Vi质粒噬菌体（phage）是侵噬细菌或真菌的病毒蝌蚪形、球形、杆状噬菌体结构头部核心：DNA或RNA衣壳：蛋白质尾部蛋白质与吸附宿主有关噬菌体的复制噬菌体感染细菌的结果溶菌性周期毒性噬菌体溶原性周期前噬菌体溶原性细菌温和

6、噬菌体溶菌周期吸附阶段生物合成阶段释放阶段转座子转座子transposon,Tn细菌DNA内一段核苷酸序列，能在质粒之间、质粒与染色体之间自行转移位置，是细菌菌体内可移动的遗传物质转座酶ABCDEFGGFEDCBA800-1400bp第二节细菌的变异现象形态结构变异：细菌L型、H－O变异抗原性变异菌落变异：S-R变异毒力变异耐药性变异主要的变异类型形态结构变异抗原性变异菌落形态变异毒力变异耐药性变异有荚膜的肺炎球菌无荚膜的肺炎球菌细菌形态结构变异S型菌落R型菌落细菌菌落形态变异卡介苗（BCG）卡-介（Calmette-G

7、üérin）二氏将有毒力的牛型结核分枝杆菌在含胆汁、甘油和马铃薯的培养基上经13年传230代，得到毒力减弱而抗原性稳定的菌株，用于结核病的预防。第三节细菌变异机制突变染色体畸变类型A～G、X代表不同的DNA片段野生型倒位重复缺失置换插入细菌的变异机制基因突变细菌基因的转移和重组1．基因突变(mutation)：遗传物质结构发生突然改变基因突变类型：基因突变：点突变染色体畸变：范围大突变株：野生株：耐药性菌株在接触药物前已出现，抗菌药物的作用只是选择耐药株基因转移和重组基因转移供体菌DNA转移给受体菌的过程基因重组进入受体

8、菌的外源DNA能够复制，导致其基因型发生改变成为重组体或重组菌方式转化、接合、转导、溶原性转换、原生质体融合转化transformation肺炎链球菌的转化试验转化受体菌直接摄取供体菌DNA片段并整合到自己的基因组中，从而获得新的遗传性状的过程。噬菌体吸附大肠杆菌示意图噬菌体裂解大肠杆菌示意图噬菌体感染细菌的结果溶菌