第五章細菌的遺傳變異學案

1、第五章細菌的遺傳變異學案 BCG：牛型結核桿菌（有毒株） 膽汁-馬鈴薯培養(yǎng) 13230次傳代 減毒株（BCG）基因型變異：BCG 表型變異：細菌L型基因型和表型變異的比較基因型變異表型變異基因結構 變化 未變可逆性 不或極少 可逆穩(wěn)定性 穩(wěn)定 不穩(wěn)定環(huán)境影響涉及細菌數(shù)不受影響 受影響 個別 全體一、細菌的遺傳物質 細菌染色體：dsDNA，3.25106 bp 復制快：105 bp/min 無組蛋白，無內含子，為連續(xù)基因 單倍體：突變后更易表現(xiàn)質粒（plasmid）：復制能力轉移能力整合能力相容性丟失或消除 功能：F質粒轉移；Vi質粒毒力 R質粒耐藥；Col質粒細菌素 轉位因子：IS (inse

2、rtion sequence): 7501550 bp 兩端重復序列，與插入有關 中心序列有轉位酶基因Tn (transposon): 200025000 bp 兩端為IS 中心序列有與轉位無關基因 如：毒素基因、耐藥基因等常見的插入序列和轉座子IS bp Tn 耐藥或毒素基因 IS1 768 Tn1 AP（氨芐青霉素） IS2 1327 Tn6 Kan（卡那霉素） IS3 1300 Tn10 Tet（四環(huán)素） IS4 1426 Tn551 Em（紅霉素） IS5 1195 Tn681 E.coli ET（腸毒素）整合子（integron，In）：定位于細菌染色體、質粒或轉座子上基本結構：兩端

3、為保守末端，中間為可變區(qū)，含一個或多個基因盒整合子含有3個功能元件：重組位點；整合酶基因；啟動子通過轉座子或接合性質粒，使多種耐藥基因在細菌中進行水平傳播 噬菌體（bacteriophage）：形態(tài)結構: 蝌蚪形衣殼：蛋白質核酸：dsDNA 分布廣: 有菌就有噬菌體宿主特異性：流行病調查；分型參與細菌變異：轉導, 溶原性轉換二、轉移和重組轉移：供菌提供DNA；受菌接受DNA重組：受菌獲得供菌DNA類型 基因來源 轉移方式 轉化 供菌 受菌攝入 接合 供菌 通過性菌毛轉導 供菌 噬菌體媒介 溶原性轉換 噬菌體 前噬菌體 轉化（transformation）： 受菌主動攝取外源性DNA 供菌死亡時

4、釋放或人工方法提取DNA 影響因素：供受菌基因型： 同源性；親緣關系近，轉化率高感受態(tài)（competence）： 生理活動過程中攝取 轉化因子的最佳時期 環(huán)境因素：Mg2、Ca2等可促進轉化轉導（transduction） 噬菌體媒介 將供菌DNA轉給受菌 分普遍性轉導和局限性轉導毒性噬菌體，溫和噬菌體 包裝錯誤： 任何部位細菌DNA片段轉導性噬菌體： 宿主菌DNA， 無噬菌體DNA受菌接受轉導噬菌體(供菌)DNA受菌獲得供菌性狀 普遍性轉導： 局限性轉導：溫和性噬菌體 脫落錯誤：前噬菌體及兩邊的細菌DNA轉導性噬菌體：噬菌體DNA及細菌DNA 接合（conjugation） 通過性菌毛將供菌

5、DNA轉給受體菌，受體菌獲得供體菌性狀F質粒（fertility factor, 致育因子）接觸：細胞質溝通轉移：F質粒進入F菌，1分鐘完成復制：F菌轉為F菌Hfr（高頻重組菌株）： F質粒與染色體整合 具有結合和轉移功能 細菌染色體轉移頻率高，F(xiàn)質粒低 受體菌獲得供體菌性狀 用于繪制基因圖Hfr轉移細菌染色體過程 R質粒 耐藥傳遞因子： 編碼性菌毛 r決定因子：耐藥 溶原性轉換（lysogenic conversion） 噬菌體DNA與菌染色體整合 受菌獲得新的性狀 如白喉桿菌：-噬菌體-外毒素基因 不產毒白喉桿菌 產毒白喉桿菌三、基因突變影印平板：自發(fā)的，隨機的，非誘導的藥 物僅起選擇作用

6、 突變的性質：突變率：10-610-9自發(fā)突變與誘發(fā)突變突變與選擇回復突變與抑制突變彷徨試驗：隨機的、非定向的突變是在接觸噬 菌體之前就已發(fā)生，噬菌體對突變 僅起篩選而不是誘導作用。突變型細菌及其分離： 耐藥性突變型 藥敏試驗 營養(yǎng)缺陷突變型 營養(yǎng)物質篩選 條件致死性突變型 溫度敏感試驗 發(fā)酵陰性突變型 乳糖發(fā)酵試驗 診斷困難 HO變異：如傷寒沙門菌鞭毛 SR變異：消失莢膜或多糖 抗原性改變 毒力下降，生化反應改變治療困難：耐藥 預防：BCG四、實際應用 Ames試驗： 基因工程載體：質粒，噬菌體工程菌和酶：限制性內切酶，連接酶選擇目的基因，細菌中表達，如胰島素、白介素、干擾素等基因工程疫苗1.細菌基因