细菌的遗传与变异课件.pptx

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1、第四章细菌的遗传与变异heredityandvariationofbacteria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与重组第四节细菌遗传变异在医学上的实际意义重点难点熟悉了解掌握细菌基因组基因的转移与重组方式种类与定义噬菌体及其相关概念噬菌体与宿主菌相互关系，溶菌周期及溶原状态细菌基因突变的规律与机制细菌的变异现象细菌遗传变异研究的实际意义细菌基因组bacterialgenome第一节1.遗传变异（geneticvariation）遗传变异与表型变异2.表型变异（phenotypicvariation）（1）只发生在少数个体（2）遗传物质结构发生改变（3）可稳定传给子代

2、，产生变种或新种（4）有利于物种的进化医学微生物学（第9版）一、细菌的变异现象（1）外界因素所致，常波及同一环境中的大多数个体（2）遗传物质的结构未改变（3）变化为可逆，表型变异不能遗传1.细菌染色体（bacterialchromosome）（一）细菌基因组的主要组成2.噬菌体（phage）（1）dsDNA，单倍体，无组蛋白，无内含子（2）大多数基因为单拷贝，而rRNA基因则为多拷贝（3）代谢岛、毒力岛的G+C百分比和密码子使用偏向性与细菌染色体有明显差异医学微生物学（第9版）二、细菌基因组（1）侵袭细菌或真菌的病毒（2）蝌蚪型：头部由核心（DNA或RNA）与蛋白质衣壳组成；尾部为蛋白

3、质，与吸附宿主有关（3）感染细菌的结果溶菌性周期：毒性噬菌体、温和噬菌体溶原性周期：温和噬菌体、前噬菌体（prophage）、溶原性细菌3.质粒（plasmid）（1）双股闭合环状DNA分子（2）自主复制（3）编码某些生物学表型（4）可丢失和转移，与细菌生命无关（5）分类A.是否可通过细菌的接合作用传递接合性质粒（conjugativeplasmid）；非接合性质粒（non-conjugativeplasmid）B.宿主菌中的拷贝数严紧型质粒（stringentplasmid）；松弛型质粒（relaxedplasmid）C.质粒的相容性相容性质粒；不相容性质粒D.质粒基因编码的生物学性

4、状F质粒；R质粒；Vi质粒；Col质粒等医学微生物学（第9版）1.转位因子或转座元件（transposableelement）（二）细菌基因组中的主要特殊结构（1）插入序列(insertionsequence，IS)750~2000bp两端重复序列，与插入有关中心序列有转位酶基因（2）转座子(transposon,Tn)2000~25000bp两端为IS中心序列有与转位无关基因,如：毒素基因、耐药基因等医学微生物学（第9版）转座酶基因AATTCGTACGAATTIS的命名：IS1，IS2…ISn反向重复序列反向重复序列插入序列,insertionsequence,ISgene1gene

5、2gene3genenISISTn的命名：Tn1，Tn2…Tnn转座子,Transposon,Tn医学微生物学（第9版）转座子插入的识别序列耐药基因或毒素基因Tn1Tn2Tn3IS1AP（氨苄青霉素）抗性基因(b-内酰胺酶)Tn4IS2AP、Sm（链霉素）、Su（磺胺）等抗性基因Tn5IS50L,ISRKm（卡那霉素）、BLM（博莱霉素）、Sm等抗性基因Tn6IS4Km等抗性基因Tn7Tn7R,Tn7L为位点识别序列TMP（甲氧苄氨嘧啶）、Sm、壮观霉素等抗性基因（含有整合子）Tn9IS1Cm（氯霉素）抗性基因Tn10IS10-RTc（四环素）抗性、重金属抗性、氧化应激等基因Tn551

6、IS2Em（红霉素）抗性基因Tn1681IS1大肠埃希菌耐热肠毒素（ST）Tn903ISR1Km抗性基因常见转座子及插入序列2.整合子（integron）医学微生物学（第9版）（1）定位于细菌染色体、质粒或转座子上（2）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（3）整合子含有3个功能元件：特异性重组位点、整合酶基因、启动子（4）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attlattC整合子可存在于质粒、转座子和基因组中基因盒1基因盒2整合子,integron细菌基因突变bacterialgenemutation第二节1.点突变转换（transitio

7、n）颠换（transversion）2.插入或缺失突变：移码突变（一）突变医学微生物学（第9版）一、细菌变异机制1.染色体重排2.倒位（inversion）3.重复（duplication）4.染色体缺失（二）染色体畸变(多点突变)（一）突变自发产生（二）自发突变率约为每一世代10-10~10-6（三）突变是自发的，随机的医学微生物学（第9版）二、基因的自发突变（一）人工诱导可提高细菌的突变率，称为诱发突变（二）诱发突变发生率可达到每一世代10