微生物的遗传和变异课件.ppt

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1、3、接合(conjugation)细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质从供体菌转移到受体菌的过程。1946年，JoshuaLederberg和EdwardL.Taturm细菌的多重营养缺陷型杂交实验中间平板上长出的原养型菌落是两菌株之间发生了遗传交换和重组所致。接合机制(大肠杆菌的接合机制)接合作用是由一种被称为F因子的质粒介导。F因子的分子量通常为5×107，上面有编码细菌产生性菌毛及控制接合过程进行的20多个基因。F因子为附加体质粒既可以脱离染色体在细胞内独立存在，也可插入（整合）到染色体上F因子的四种细胞形式a）F-菌株(“雌性

2、”菌株)，不含F因子，没有性菌毛，但可以通过接合作用接收F因子而变成F+菌株；b）F+菌株(“雄性”菌株)，F因子独立存在，细胞表面有性菌毛。c）Hfr菌株，F因子插入到染色体DNA上，细胞表面有性菌毛。d）F′菌株，Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为F′因子。细胞表面同样有性菌毛。1）F+×F-杂交理化因子的处理可将F因子消除而使F+菌株变成F-菌株F+菌株的F因子向F-细胞转移，但含F因子的宿主细胞的染色体DNA一般不被转移。a）F+细菌通过性毛与F-细菌接触并发生相互作

3、用；b）F+细菌的F因子出现缺口，双链之一被切断，从断端转移F因子的一条链到F-细菌中。c）F因子的一条链一进入F-细菌中，就在F-细菌中复制新的F因子。d）复制完成后，F-细菌变成F+，同时原有F+细胞也完成F因子另一条链的复制，所以转移是F+的拷贝。所以最终杂交的结果是F-细菌变成F+细菌，而原有的F+细菌则不变。Hfr菌株的F因子插入到染色体DNA上，因此只要发生接合转移转移过程，就可以把部分甚至全部细菌染色体传递给F-细胞并发生重组，由此而得名为高频重组菌株。2）Hfr×F-杂交Hfr菌株仍然保持着F+细胞的特征，具有F性菌毛，

4、并象F+一样与F-细胞进行接合。所不同的是，当OriT序列被缺刻螺旋酶识别而产生缺口后，F因子的先导区(leadingregion)结合着染色体DNA向受体细胞转移。F因子除先导区以外，其余绝大部分是处于转移染色体的末端，由于转移过程常被中断，因此F因子不易转入受体细胞中。Hfr×F-杂交后的受体细胞(或接合子)大多数仍然是F-。染色体上越靠近F因子的先导区的基因，进入的机会就越多，在F-中出现重组子的的时间就越早，频率也高。大肠杆菌基因组很大（全部转移需要100分钟），其遗传图谱须用多株F因子整合在不同位置的Hfr菌才能完成3）F′×

5、F-杂交Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为F′因子。F′×F-与F+×F-的不同：供体的部分染色体基因随F′一起转入受体细胞a）与染色体发生重组；b）继续存在于F′因子上，形成一种部分二倍体；“接合”“转导”及“转化”这三种在自然界中存在的细菌遗传重组过程各自的特点：外源DNA的来源及进入途径有差异4、原生质体融合（三）、真核微生物的基因重组有性杂交细胞（＋）细胞（－）有性接合染色体重组新遗传型能产生有性孢子的酵母菌、霉菌和蕈菌都可以进行有性杂交（二）准性杂交细胞（＋）细胞（

6、＋）准性接合基因重组新遗传型菌丝联结质配核配有丝分裂交换单倍体杂合子在半知菌类中最为常见半知菌的准性生殖四、细菌遗传变异的实际意义（一）、在疾病的诊断、治疗与预防中的应用（二）、在测定致癌物质中的应用（三）、在流行病学中的应用（四）、在基因工程中的应用（五）、在菌种复壮和保藏中的应用了解菌种的形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及毒力等，细菌的变异规律，有助于临床正确的诊断。对临床分离的致病菌，必须在药物敏感试验的指导下正确选择用药，不能滥用抗生素。人工减弱细菌的毒力，用遗传变异的原理使其诱变成保留原有免疫原性的减毒株或无毒株，制备成预

7、防疾病的疫苗。金黄色葡萄球菌随着耐药性菌株的增加，所产色素由金黄色变为灰色，许多血浆凝固酶阴性的葡萄球菌也成为致病菌。从伤寒患者分离到的伤寒沙门菌中10%的菌株不产生鞭毛，检查时无动力，患者也不产生抗鞭毛抗体。肿瘤的发生一般认为是细胞内遗传物质发生了改京戏。能诱导细菌发生突变的物质都有可能是致癌物质。人和细菌在DNA的结构及特性方面是一致的，能使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的DNA，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的后果。诱变剂的共性原则：化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比.美国加利福尼亚大学的BruceAme

8、s教授于1966年发明，因此称为Ames试验具体操作：检测鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphmurium)组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变率回复突变：突变体失去的野生型性状，可以通过第二