细菌的遗传变异课件.ppt

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1、医学微生物学试分析噬菌体作为抗菌物质的相关机制（BB平台）“噬菌体具有严格的宿主特异性”这句话要体现出来！温和噬菌体进入溶菌性周期产生的子代噬菌体是毒性噬菌体还是温和噬菌体？（From学生）第4章细菌的遗传与变异牛型结核杆菌（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少受影响受影响个别全体第一节细菌基因组第二节细菌基因突变第三节基因的转移和重组第四节细菌遗传变异在医学上的实际意义第一

2、节细菌基因组一、细菌基因组的主要组成二、细菌基因组中主要的特殊结构一、细菌基因组的主要组成质粒细菌染色体噬菌体基因组细菌基因组细菌基因组的主要组成细菌染色体：单倍体，呈环状或线性多数细菌的染色体：单条环状双螺旋dsDNA少数细菌的染色体：两条环状dsDNA个别细菌的染色体：三条环状dsDNA疏螺旋体属的染色体：线性dsDNA细菌基因组的主要组成质粒本质：细菌染色体外的遗传物质主要特征：具有自我复制能力能编码某些特定形状，如：致育性、耐药性、致病性、代谢改变等可自行丢失或消除，故质粒并非是细菌生命活动不可缺少的遗传物质接合性质粒可通过细菌的性菌毛在细

3、菌间传递两种结构相似、密切相关的质粒不能稳定共存于同一个宿主菌内（该现象称为不相容性）细菌基因组的主要组成质粒F质粒－性菌毛，介导细菌间质粒的接合传递Vi质粒－编码与细菌致病性相关的毒力因子R质粒－编码产物与细菌的耐药性相关细菌素质粒－编码各类细菌素代谢质粒－编码与代谢相关的酶类根据质粒基因编码的生物学性状分类：温和噬菌体的基因组可整合到宿主菌染色体上，也可从宿主菌染色体脱离，噬菌体的这种特性可介导细菌基因的水平转移，使细菌的性状发生改变细菌基因组的主要组成噬菌体基因组噬菌体基因组所携带的遗传信息可赋予宿主菌一定的生物学性状二、细菌基因组主要的特殊

4、结构转座子插入序列整合子细菌基因组主要特殊结构数百~2000bp，相当于1～2个基因的编码量，不携带任何与转位功能无关的基因共同特征：两侧末端有反向重复序列，长度不等(3-10bp)，是重组酶的识别位点；中心序列编码转座酶及转录有关的调节蛋白插入序列(insertionsequence，IS)2000~25000bp，两端为IS，中间区域为其他功能基因，如毒力基因、耐药性基因等Tn携带的基因可随Tn转移而发生转移重组，导致插入突变、基因重排或插入点附近基因表达的改变转座子(transposon，Tn)ISbpTn耐药或毒素基因IS1768Tn1AP

5、(氨苄青霉素)IS21327Tn6Kan(卡那霉素)IS31300Tn10Tet(四环素)IS41426Tn551Em(红霉素)IS51195Tn681E.coliET(肠毒素)常见的插入序列和转座子定位于细菌的染色体、质粒或转座子上，可捕获和整合外源性基因使之转变为功能性基因的表达单位整合子的基本单位整合酶(integrasegene,intl)启动子(promoter)特异性重组位点(att)整合子(integron，In)第二节细菌基因突变基因突变:DNA碱基对的置换、插入或缺失所致的基因结构的变化，分为点突变、插入或缺失突变及多点突变基因突

6、变是生物变异的主要原因，也是生物进化的主要因素自发突变率：10-10~10-61943年，Luria与Delbruck利用彷徨实验(Fluctuationtest)首次检出噬菌体抗性的自发突变菌株：P47（图4-4）一、基因的自发突变彷徨试验噬菌体对突变仅起筛选而不是诱导作用彷徨试验证明：突变是自发和随机的诱发突变率：10-6~10-4诱发因素：X线、紫外线、电离辐射、亚硝酸盐、烷化剂等理化因子二、基因的诱发突变突变的发生是随机和不定向的1952年，Lederberg设计了影印培养实验(replicaplating),证明耐药菌株的突变和抗生素的选

7、择作用：P47（图4-5）三、突变与选择影印培养实验突变是自发的、随机的、非诱导的，抗生素仅起到筛选抗性突变株的作用野生型：从自然界分离的未发生突变的菌株突变型：相对于野生型菌株发生某一性状改变正向突变：细菌由野生型变为突变型回复突变：突变株经第二次突变可恢复为野生型的性状抑制突变：第二次突变没有改变正向突变的序列，只是在其它位点发生突变，从而抑制了第一次突变的效应基因内抑制：抑制突变发生在同一基因内的不同部位;若发生在不同基因称为基因间抑制四、回复突变与抑制突变第三节基因的转移和重组细菌间基因的转移和重组是细菌发生遗传性变异的重要原因之一基因水平

8、转移：DNA从一种生物转移至另一生物，整合至染色体，改变其遗传信息组成的基因转移方式根据DNA片段的来源及交换方式不同，将