細(xì)菌的遺傳與變異

1、第五章細(xì)菌(xjn)的遺傳與變異遵義醫(yī)學(xué)院珠海校區(qū)主講(zhjing)：孫萬(wàn)邦第一頁(yè)，共四十二頁(yè)。問(wèn)題(wnt)1、何謂細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組？2、細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組機(jī)理 是什么？3、細(xì)菌可發(fā)生哪些變異(biny)？4、何謂質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座因子？第二頁(yè)，共四十二頁(yè)。根本概念遺傳(heredity)：一定(ydng)條件下，細(xì)菌的性狀相對(duì)穩(wěn)定，并能代代相傳，子代與親代之間表現(xiàn)為相似性，這種現(xiàn)象稱(chēng)為遺傳第三頁(yè)，共四十二頁(yè)。第四頁(yè)，共四十二頁(yè)。變異(variation)：子代與親代(qndi)之間存在不同程度的差異，這種現(xiàn)象稱(chēng)為變異。第五頁(yè)，共四十二頁(yè)。第六頁(yè)，共四十二頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)菌(xjn)遺傳變異的物質(zhì)

2、根底1.細(xì)菌(xjn)染色體 chromosome2.質(zhì)粒 plasmids 3.轉(zhuǎn)位因子 transposable element第七頁(yè)，共四十二頁(yè)。一、染色體chromosome一條環(huán)狀雙螺旋DNA長(zhǎng)鏈，按一定構(gòu)型反復(fù)盤(pán)旋形成松散的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；缺乏組蛋白，無(wú)核膜包裹；約含有5000個(gè)基因(jyn)；雙向復(fù)制，全過(guò)程約20min。第八頁(yè)，共四十二頁(yè)。質(zhì)粒(plasmid)：是細(xì)菌染色體以外的遺傳物質(zhì)，是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA。附加體episome：既能以染色體外自主復(fù)制狀態(tài)存在，有能與宿主染色體細(xì)胞整合(zhn h)為一體狀態(tài)存在的質(zhì)粒二、質(zhì)粒第九頁(yè)，共四十二頁(yè)。質(zhì)粒具有自我復(fù)制(fzh)的能力

3、。質(zhì)粒DNA所編碼的基因產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征。質(zhì)?？勺孕袉适c消除。質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性。質(zhì)?？煞譃橄嗳菪耘c不相容性?xún)煞N。質(zhì)粒DNA的特征(tzhng)第十頁(yè)，共四十二頁(yè)。常見(jiàn)(chn jin)質(zhì)粒類(lèi)型F質(zhì)粒(fertility plasmids)編碼細(xì)菌 性菌毛R質(zhì)粒(resistance plasmids)編碼細(xì) 菌耐藥性Vi質(zhì)粒(virulence plasmids)編碼細(xì) 菌毒力因子Col質(zhì)粒 碼大腸(dchng)埃希菌的細(xì)菌素代謝質(zhì)粒 編碼產(chǎn)生相關(guān)的代謝酶第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。三、轉(zhuǎn)座因子(ynz)轉(zhuǎn)座因子是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子(fnz)上的一段特異性核苷酸序列片段，它能在D

4、NA分子中移動(dòng)，不斷改變它們?cè)诨蚪M中的位置，能從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一基因組中。第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。轉(zhuǎn)座因子(ynz)第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。第一節(jié) 基因突變(j yn t bin)及其修復(fù)突變(mutation)：是細(xì)菌遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，導(dǎo)致(dozh)細(xì)菌性狀的遺傳性變異。又稱(chēng)點(diǎn)突變第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。一、基因突變共同(gngtng)特征自發(fā)性和不對(duì)應(yīng)性自發(fā)(zf)突變稀少性突變率頻率1/106-109可誘發(fā)性誘變、誘變劑獨(dú)立性穩(wěn)定性可逆性回復(fù)突變第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。1、波動(dòng)(bdng)試驗(yàn)大腸菌SM敏感(mngn)株 A 管B 管培養(yǎng)(piyng)后分50管 接種S

5、M平板培養(yǎng)后菌數(shù)波動(dòng)大接種SM平板培養(yǎng)后菌數(shù)波動(dòng)不大第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。2、影印(yngyn)試驗(yàn)第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。第三節(jié) 細(xì)菌(xjn)性狀變異的實(shí)例一細(xì)菌的表型變異1形態(tài)變異鼠疫桿菌加3%食鹽培養(yǎng)(piyng)成為絲狀、球狀等2結(jié)構(gòu)變異葡萄球菌加PNC培養(yǎng)成為L(zhǎng)型菌3菌落變異 H O第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。二細(xì)菌(xjn)的基因型變異1細(xì)菌毒力的變異 卡介苗(BCG)2耐藥性變異第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。 結(jié)核桿菌的枯燥(gnzo)型菌落第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)。第四節(jié) 基因(jyn)的轉(zhuǎn)移和重組基因轉(zhuǎn)移(zhuny)(gene transfer)： 外源DNA進(jìn)入受體菌?；蛑亟M(recom

6、bination) ： 轉(zhuǎn)移的DNA與受體菌DNA發(fā)生重新整合。第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)?；?jyn)轉(zhuǎn)移重組的方式： .轉(zhuǎn)化(zhunhu)Transformation受體菌直接攝取供體菌游離DNA片段，整合后改變了受體菌的遺傳性狀。第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。肺炎(fiyn)莢膜基因(jyn)轉(zhuǎn)移第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。.接合Conjugation ： 供體菌通過(guò)性菌毛與受體菌溝通(gutng)，使遺傳物質(zhì)從供體菌傳遞到受體菌。F質(zhì)粒的接合R質(zhì)粒的接合第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。接合(jih)第二十九頁(yè)

7、，共四十二頁(yè)。第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)。高頻(o pn)重組菌Hfr第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。R質(zhì)粒有耐藥傳遞因子(RTF)和耐藥決定子(r)兩局部組成。RTF的功能與F質(zhì)粒相似(xin s)，可編碼性菌毛的產(chǎn)生和通過(guò)接合轉(zhuǎn)移；R決定子能編碼對(duì)抗菌藥物的耐藥性。R質(zhì)粒的接合(jih)第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。.轉(zhuǎn)導(dǎo)Transduction ：以溫和噬菌體為載體，把供體菌的基因轉(zhuǎn)移(zhuny)到受體菌，使受體菌遺傳性狀發(fā)生改變。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)完全轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)(zhun do)( generalized transduction)第三十五頁(yè)

8、，共四十二頁(yè)。局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)(zhun do)( restricted transduction)第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。4. 溶原性轉(zhuǎn)換(zhunhun)(lysogenic conversion)當(dāng)噬菌體感染細(xì)菌時(shí)，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)(zhungti)時(shí)，而使細(xì)菌獲得新的性狀。第三十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。溶原性轉(zhuǎn)換(zhunhun)第三十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。5. 原生質(zhì)體融合(rngh)(protoplast fusion)第三十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。第五節(jié) 細(xì)菌(xjn)遺傳變異的實(shí)際意義在疾病的診斷、治療與預(yù)防中作用(zuyng)。在測(cè)定致癌物質(zhì)中的應(yīng)用。在流行病中的應(yīng)用。在重組DNA技術(shù)的應(yīng)用。第四十頁(yè)，共四十二頁(yè)。要點(diǎn)(yodin)1、掌握細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移(zhuny)、基因重組的 概念和機(jī)理。 2、掌握細(xì)菌質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座因子。3、了解細(xì)菌變異現(xiàn)象。第四十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。內(nèi)容(nirng)總結(jié)第五章細(xì)菌的遺傳與變異。Col質(zhì)粒 碼大腸埃希菌的細(xì)菌素。代謝質(zhì)粒 編碼產(chǎn)生相關(guān)(xinggun)的代謝酶。自發(fā)性和不對(duì)應(yīng)性自發(fā)突變。稀少性突變率頻