細(xì)菌的遺傳變異課件.ppt

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1、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)試分析噬菌體作為抗菌物質(zhì)的相關(guān)機(jī)制（BB平臺(tái)）“噬菌體具有嚴(yán)格的宿主特異性”這句話要體現(xiàn)出來(lái)！溫和噬菌體進(jìn)入溶菌性周期產(chǎn)生的子代噬菌體是毒性噬菌體還是溫和噬菌體？（From學(xué)生）第4章細(xì)菌的遺傳與變異牛型結(jié)核桿菌（有毒株）膽汁-甘油-馬鈴薯培養(yǎng)13年，230次傳代減毒株（BCG）基因型變異：BCG表型變異：細(xì)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(jié)構(gòu)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(xì)菌數(shù)少受影響受影響個(gè)別全體第一節(jié)細(xì)菌基因組第二節(jié)細(xì)菌基因突變第三節(jié)基因的轉(zhuǎn)移和重組第四節(jié)細(xì)菌遺傳變異在醫(yī)學(xué)上的實(shí)際意義第一

2、節(jié)細(xì)菌基因組一、細(xì)菌基因組的主要組成二、細(xì)菌基因組中主要的特殊結(jié)構(gòu)一、細(xì)菌基因組的主要組成質(zhì)粒細(xì)菌染色體噬菌體基因組細(xì)菌基因組細(xì)菌基因組的主要組成細(xì)菌染色體：?jiǎn)伪扼w，呈環(huán)狀或線性多數(shù)細(xì)菌的染色體：?jiǎn)螚l環(huán)狀雙螺旋dsDNA少數(shù)細(xì)菌的染色體：兩條環(huán)狀dsDNA個(gè)別細(xì)菌的染色體：三條環(huán)狀dsDNA疏螺旋體屬的染色體：線性dsDNA細(xì)菌基因組的主要組成質(zhì)粒本質(zhì)：細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)主要特征：具有自我復(fù)制能力能編碼某些特定形狀，如：致育性、耐藥性、致病性、代謝改變等可自行丟失或消除，故質(zhì)粒并非是細(xì)菌生命活動(dòng)不可缺少的遺傳物質(zhì)接合性質(zhì)?？赏ㄟ^細(xì)菌的性菌毛在細(xì)

3、菌間傳遞兩種結(jié)構(gòu)相似、密切相關(guān)的質(zhì)粒不能穩(wěn)定共存于同一個(gè)宿主菌內(nèi)（該現(xiàn)象稱為不相容性）細(xì)菌基因組的主要組成質(zhì)粒F質(zhì)粒－性菌毛，介導(dǎo)細(xì)菌間質(zhì)粒的接合傳遞Vi質(zhì)粒－編碼與細(xì)菌致病性相關(guān)的毒力因子R質(zhì)粒－編碼產(chǎn)物與細(xì)菌的耐藥性相關(guān)細(xì)菌素質(zhì)粒－編碼各類細(xì)菌素代謝質(zhì)粒－編碼與代謝相關(guān)的酶類根據(jù)質(zhì)?；蚓幋a的生物學(xué)性狀分類：溫和噬菌體的基因組可整合到宿主菌染色體上，也可從宿主菌染色體脫離，噬菌體的這種特性可介導(dǎo)細(xì)菌基因的水平轉(zhuǎn)移，使細(xì)菌的性狀發(fā)生改變細(xì)菌基因組的主要組成噬菌體基因組噬菌體基因組所攜帶的遺傳信息可賦予宿主菌一定的生物學(xué)性狀二、細(xì)菌基因組主要的特殊

4、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)座子插入序列整合子細(xì)菌基因組主要特殊結(jié)構(gòu)數(shù)百~2000bp，相當(dāng)于1～2個(gè)基因的編碼量，不攜帶任何與轉(zhuǎn)位功能無(wú)關(guān)的基因共同特征：兩側(cè)末端有反向重復(fù)序列，長(zhǎng)度不等(3-10bp)，是重組酶的識(shí)別位點(diǎn)；中心序列編碼轉(zhuǎn)座酶及轉(zhuǎn)錄有關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白插入序列(insertionsequence，IS)2000~25000bp，兩端為IS，中間區(qū)域?yàn)槠渌δ芑?，如毒力基因、耐藥性基因等Tn攜帶的基因可隨Tn轉(zhuǎn)移而發(fā)生轉(zhuǎn)移重組，導(dǎo)致插入突變、基因重排或插入點(diǎn)附近基因表達(dá)的改變轉(zhuǎn)座子(transposon，Tn)ISbpTn耐藥或毒素基因IS1768Tn1AP

5、(氨芐青霉素)IS21327Tn6Kan(卡那霉素)IS31300Tn10Tet(四環(huán)素)IS41426Tn551Em(紅霉素)IS51195Tn681E.coliET(腸毒素)常見的插入序列和轉(zhuǎn)座子定位于細(xì)菌的染色體、質(zhì)?；蜣D(zhuǎn)座子上，可捕獲和整合外源性基因使之轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苄曰虻谋磉_(dá)單位整合子的基本單位整合酶(integrasegene,intl)啟動(dòng)子(promoter)特異性重組位點(diǎn)(att)整合子(integron，In)第二節(jié)細(xì)菌基因突變基因突變:DNA堿基對(duì)的置換、插入或缺失所致的基因結(jié)構(gòu)的變化，分為點(diǎn)突變、插入或缺失突變及多點(diǎn)突變基因突

6、變是生物變異的主要原因，也是生物進(jìn)化的主要因素自發(fā)突變率：10-10~10-61943年，Luria與Delbruck利用彷徨實(shí)驗(yàn)(Fluctuationtest)首次檢出噬菌體抗性的自發(fā)突變菌株：P47（圖4-4）一、基因的自發(fā)突變彷徨試驗(yàn)噬菌體對(duì)突變僅起篩選而不是誘導(dǎo)作用彷徨試驗(yàn)證明：突變是自發(fā)和隨機(jī)的誘發(fā)突變率：10-6~10-4誘發(fā)因素：X線、紫外線、電離輻射、亞硝酸鹽、烷化劑等理化因子二、基因的誘發(fā)突變突變的發(fā)生是隨機(jī)和不定向的1952年，Lederberg設(shè)計(jì)了影印培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)(replicaplating),證明耐藥菌株的突變和抗生素的選

7、擇作用：P47（圖4-5）三、突變與選擇影印培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)突變是自發(fā)的、隨機(jī)的、非誘導(dǎo)的，抗生素僅起到篩選抗性突變株的作用野生型：從自然界分離的未發(fā)生突變的菌株突變型：相對(duì)于野生型菌株發(fā)生某一性狀改變正向突變：細(xì)菌由野生型變?yōu)橥蛔冃突貜?fù)突變：突變株經(jīng)第二次突變可恢復(fù)為野生型的性狀抑制突變：第二次突變沒有改變正向突變的序列，只是在其它位點(diǎn)發(fā)生突變，從而抑制了第一次突變的效應(yīng)基因內(nèi)抑制：抑制突變發(fā)生在同一基因內(nèi)的不同部位;若發(fā)生在不同基因稱為基因間抑制四、回復(fù)突變與抑制突變第三節(jié)基因的轉(zhuǎn)移和重組細(xì)菌間基因的轉(zhuǎn)移和重組是細(xì)菌發(fā)生遺傳性變異的重要原因之一基因水平

8、轉(zhuǎn)移：DNA從一種生物轉(zhuǎn)移至另一生物，整合至染色體，改變其遺傳信息組成的基因轉(zhuǎn)移方式根據(jù)DNA片段的來(lái)源及交換方式不同，將