細菌的遺傳和變異-細菌-醫(yī)學微生物學-05

1、第5章 細菌的遺傳和變異,遺傳性變異（基因型變異）非遺傳性變異（表型變異）,細菌的變異現(xiàn)象,形態(tài)、結構變異毒力變異耐藥性變異菌落變異,形態(tài)結構變異,3-6%食鹽鼠疫耶氏菌 多形態(tài)性         陳舊培基物,,青霉素、溶菌酶正常形態(tài)細菌

2、 L型變異 抗體或補體 (部分或完全失去胞壁),,特殊結構的變異  42-43℃炭疽桿菌 失去形成芽胞能力, 毒性降低 10-20天       

3、60;  變形桿菌 0.1%石炭酸 遷徙生長（H） 點狀生長、單個菌落（O）,,,毒力變異,增強 β棒狀噬菌體白喉棒狀桿菌 獲得白喉毒素 減弱 膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基牛分枝桿菌 卡

4、介苗                    13年(230代),,,耐藥性變異,細菌對某種抗菌藥物有敏感變成耐藥的變異稱為耐藥性變異。金黃色葡萄球菌有些細菌還同時耐受多種抗菌藥物，即多重耐藥性，甚至產生藥物依賴性。

5、 含鏈霉素培基痢疾桿菌 依鏈株            長期培養(yǎng),,菌落變異,在陳舊培養(yǎng)基中長期培養(yǎng)光滑型菌落 粗糙型菌落    S   &

6、#160;           R原因：失去LPS的特異多糖,,細菌遺傳變異的物質基礎,基因組：染色體和染色體外遺傳物質,,,質粒 轉位因子,質粒（plasmid）,細菌染色體外的遺傳物質，是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA。帶有遺傳性息，能自行復制，隨細菌分裂轉移到子代細胞，并非細菌

7、生長所必需。特征自我復制能力編碼產物賦予細菌某些性狀特征可自行丟失與消除轉移性相容性和不相容性,幾種重要的質粒致育質粒（F質粒）耐藥質粒毒力質粒（Vi質粒）細菌素質粒代謝質粒,轉位因子,是存在于細菌染色體或質粒DNA分子上的一段特異性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移動，不斷改變它們在基因組的位置，能從一個基因組轉移到另一個基因組中。,插入序列（insertion sequence,IS）是最小的轉位因子，＜2

8、kb，不攜帶任何已知與插入功能無關的基因區(qū)域轉座子（transposon,Tn）＞2kb，除攜帶與轉位有關的基因外，還攜帶耐藥性基因、抗金屬基因、毒素基因及其他結構基因。可能與細菌的多重耐藥性有關。,,Tn,轉座子的特征,轉座噬菌體或前噬菌體是一些具有轉座功能的溶原性噬菌體，當整合到細菌染色體上，能改變溶原性細菌的某些生物學性狀。,細菌的變異機制,基因的突變和損傷后修復基因的轉移和重組,基因的轉移和重組,基因轉移（gene

9、transfer） 外源性的遺傳物質由供體菌轉入某受體菌細胞的過程稱為基因轉移。重組（ recombination）轉移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組，使受體菌獲得供體菌的某些性狀。細菌的基因轉移和重組可通過轉化、接合、轉導、溶原性轉換和原生質體融合等方式進行。,轉化（transformation）,供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝取，使受體菌獲得新的性狀。,轉化試驗,,,,,,,,,,,,,,,,轉化因子（tr

10、ansforming principle ）在轉化過程中，轉化的DNA片段稱為轉化因子 ，分子量小于107，最多不超過10~20個基因。感受態(tài)（competence）,,接合（conjugation）,細菌通過性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質（主要是質粒DNA）從供體菌轉移給受體菌。 接合性質粒：能通過接合方式轉移的質粒稱為接合性質粒，F(xiàn)質粒、R質粒、Col質粒和毒力質粒等。,F質粒的接合,,,,F+,,,F-,,,,,,,,F+

11、,,,F-,,,,,,,,,,,F+,,,F+,,,,,,,,,,,F+,,,F+,,,,,,,,,,,,,,,Donor,,,,,,Recipient,,,,,F+,,,,,,,R質粒的接合日本首先分離到抗多種藥物的宋內志賀菌多重耐藥株，多重耐藥性很難用基因突變解釋。健康人中大腸埃希菌30%~50%有R質粒，而致病性大腸埃希菌90%有R質粒。與多重耐藥性有關。耐藥質粒從一個細菌轉移到另一個細菌中。,R質粒耐藥傳遞因子（resi

12、stance transfer factor,RTF）與F質粒相似，編碼性菌毛的產生和通過接合轉移耐藥（r）決定子,轉導（transduction）,以溫和噬菌體為載體，將供體菌的一段DNA轉移到受體菌內，使受體菌獲得新的性狀。 普遍性轉導（generalized transduction）局限性轉導（restricted transduction）,普遍性轉導generalized transduction,前噬菌體從溶原菌

13、染色體上脫離，進行增殖，在裂解期的后期，噬菌體的DNA已大量復制，裝配時可能會發(fā)生裝配錯誤，誤將細菌的DNA片段裝入噬菌體的頭部，成為一個轉導噬菌體。轉導噬菌體能以正常方式感染另一宿主菌，并將其頭部的染色體注入受體菌內。被包裝的DNA可以是供體菌染色體上的任何部分。,供體菌,,結果完全轉導流產轉導,局限性轉導restricted transduction,或稱特異性轉導， 所轉導的只限于供體菌染色體上特定的基因。溶原期時，

14、噬菌體DNA整合在細菌染色體特定部位，噬菌體DNA發(fā)生偏差分離，將自身的一段DNA留在細菌染色體上，而帶走了細菌DNA上兩側的基因。當其轉導并整合到受體菌中，使受體菌獲得供體菌的某些遺傳性狀。所轉導的只限于供體菌上個別的基因。,普遍性轉導與局限性轉導的區(qū)別,溶原性轉換（ lysogenic conversion）,當噬菌體感染細菌時，宿主菌染色體中獲得了噬菌體的DNA片段，使其成為溶原狀態(tài)時而致細菌獲得新的性狀。 白喉棒狀桿菌、A群鏈

15、球菌、肉毒梭菌、產氣莢膜梭菌、霍亂弧菌,細菌遺傳變異的實際意義,在疾病的診斷、治療與預防中的應用在測定致癌物質中的應用在流行病學中的應用在基因工程中的應用,在疾病的診斷、治療與預防中的應用,形態(tài)、結構、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的變異，使得診斷復雜化耐藥菌株日益增多，預防耐藥性 藥敏實驗 早期足量 要有一定療程,聯(lián)合用藥 不要濫用減毒菌株和無毒株可制備成疫苗,在測定致癌物質中的應用,凡

16、能誘導細菌發(fā)生突變的物質都有可能是致癌物質。 Ames實驗傷寒沙門菌（his-） （his+）,,在流行病學中的應用,分子生物學分析方法已被用于流行病學調查質粒指紋圖（PFP）對噬菌體的敏感性，對細菌素的敏感性,在基因工程中的應用,基因工程是根據(jù)遺傳變異中細菌可因基因轉移和重組而獲得新性狀的原理設計的 切取目的基因→連接到載體上→轉移到工程菌內，大量表達目的基因產物目前已大量生產胰島素、干擾素、多種生長激素、rIL-