细菌的遗传变异1

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1、第5章细菌的遗传变异复旦大学上海医学院钱利生教授BCG：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不受影响受影响个别全体一、细菌的遗传物质细菌染色体：dsDNA，3.2～5×106bp复制快：105bp/min无组蛋白，无内含子，为连续基因单倍体：突变后更易表现质粒（plasmid）：复制能力转移能力整合能力相容性丢失或

2、消除功能：F质粒－转移；Vi质粒－毒力R质粒－耐药；Col质粒－细菌素转位因子：IS(insertionsequence):750~1550bp两端重复序列，与插入有关中心序列有转位酶基因Tn(transposon):2000~25000bp两端为IS中心序列有与转位无关基因如：毒素基因、耐药基因等常见的插入序列和转座子ISbpTn耐药或毒素基因IS1768Tn1AP（氨苄青霉素）IS21327Tn6Kan（卡那霉素）IS31300Tn10Tet（四环素）IS41426Tn551Em（红霉素）IS5

3、1195Tn681E.coliET（肠毒素）整合子（integron，In）：定位于细菌染色体、质粒或转座子上基本结构：两端为保守末端，中间为可变区，含一个或多个基因盒整合子含有3个功能元件：重组位点；整合酶基因；启动子通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在细菌中进行水平传播噬菌体（bacteriophage）：形态结构:蝌蚪形衣壳：蛋白质核酸：dsDNA分布广:有菌就有噬菌体宿主特异性：流行病调查；分型参与细菌变异：转导,溶原性转换二、转移和重组转移：供菌提供DNA；受菌接受DNA重组：受菌获得

4、供菌DNA类型基因来源转移方式转化供菌受菌摄入接合供菌通过性菌毛转导供菌噬菌体媒介溶原性转换噬菌体前噬菌体转化（transformation）：受菌主动摄取外源性DNA供菌死亡时释放或人工方法提取DNA影响因素：供受菌基因型：同源性；亲缘关系近，转化率高感受态（competence）：生理活动过程中摄取转化因子的最佳时期环境因素：Mg2＋、Ca2＋等可促进转化转导（transduction）噬菌体媒介将供菌DNA转给受菌分普遍性转导和局限性转导毒性噬菌体，温和噬菌体包装错误：任何部位细菌DNA片段转

5、导性噬菌体：宿主菌DNA，无噬菌体DNA受菌接受转导噬菌体(供菌)DNA受菌获得供菌性状普遍性转导：局限性转导：温和性噬菌体脱落错误：前噬菌体及两边的细菌DNA转导性噬菌体：噬菌体DNA及细菌DNA接合（conjugation）通过性菌毛将供菌DNA转给受体菌，受体菌获得供体菌性状F质粒（fertilityfactor,致育因子）接触：细胞质沟通转移：F质粒进入F－菌，1分钟完成复制：F－菌转为F＋菌Hfr（高频重组菌株）：F质粒与染色体整合具有结合和转移功能细菌染色体转移频率高，F质粒低受体菌获得

6、供体菌性状用于绘制基因图Hfr转移细菌染色体过程R质粒耐药传递因子：编码性菌毛r决定因子：耐药溶原性转换（lysogenicconversion）噬菌体DNA与菌染色体整合受菌获得新的性状如白喉杆菌：β-噬菌体-外毒素基因不产毒白喉杆菌产毒白喉杆菌三、基因突变影印平板：自发的，随机的，非诱导的药物仅起选择作用突变的性质：突变率：10-6~10-9自发突变与诱发突变突变与选择回复突变与抑制突变彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬菌体之前就已发生，噬菌体对突变仅起筛选而不是诱导作用。突变型细菌及其分

7、离：耐药性突变型药敏试验营养缺陷突变型营养物质筛选条件致死性突变型温度敏感试验发酵阴性突变型乳糖发酵试验诊断困难H→O变异：如伤寒沙门菌鞭毛S→R变异：消失荚膜或多糖抗原性改变毒力下降，生化反应改变治疗困难：耐药预防：BCG四、实际应用Ames试验：基因工程载体：质粒，噬菌体工程菌和酶：限制性内切酶，连接酶选择目的基因，细菌中表达，如胰岛素、白介素、干扰素等基因工程疫苗1.细菌基因转移和重组的类型及其主要差异？2.何谓BCG、transposon、R质粒、Hfr、lysogenicconversio

8、n和Ames试验？3.影印试验验证何种理论？突变型细菌有哪些？思考题