《医学免疫学》课件04第17章 细菌的遗传与变异.ppt

1、 基本概念基本概念v遗传：指亲代的生物学性状可相对稳定地传给子代。遗传：指亲代的生物学性状可相对稳定地传给子代。v变异：是指细菌的基因结构发生改变，能稳定传给后变异：是指细菌的基因结构发生改变，能稳定传给后代，可导致变种或新种的产生。代，可导致变种或新种的产生。遗传使微生物的种属性状相对稳定；变异使微生物产生变种和新种，促进了微生物的进化。基本概念基本概念v遗传变异遗传变异 由于基因结构改变而导致微生物某些性状的改变。这类变异涉及少数个体，不可逆，能稳定遗传。v表型变异表型变异 在基因结构没有改变的情况下发生的微生物某些性状的改变。这类变异往往涉及生物群体，是可逆的，一旦条件复原，变异亦消失。

2、第一节第一节 细菌的变异现象细菌的变异现象v形态与结构变异（如形态与结构变异（如H-OH-O变异）变异）v菌落变异（菌落变异（S-RS-R变异）变异）v毒力变异（毒力增强或减弱，如毒力变异（毒力增强或减弱，如BCGBCG）v耐药性变异耐药性变异一、细菌染色体一、细菌染色体二、质粒二、质粒(plasmid)plasmid)v细菌核质细菌核质DNADNA以外独立的遗以外独立的遗传物质传物质v医学上重要的质粒有：医学上重要的质粒有：F F质粒质粒：编码性菌毛。编码性菌毛。R R质粒质粒：决定耐药性决定耐药性 ViVi质粒质粒：编码细菌毒力蛋白：编码细菌毒力蛋白 ColCol质粒质粒：编码大肠菌素编码

3、大肠菌素第二节第二节 细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物质基础质粒的主要特征：质粒的主要特征：赋予细菌某些性状特征（致育性、耐药性、致赋予细菌某些性状特征（致育性、耐药性、致病性等）病性等）具有自我复制的能力具有自我复制的能力并非是细菌生长繁殖不可缺少并非是细菌生长繁殖不可缺少,质粒可自行丢失质粒可自行丢失与消除与消除;具有可转移性具有可转移性质粒的相容性与不相容性质粒的相容性与不相容性第二节第二节 细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物质基础三、噬菌体三、噬菌体 （bacteriophagebacteriophage）v噬菌体是感染细菌、真菌、放噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌、螺旋体等微

4、生物的线菌、螺旋体等微生物的病毒病毒v具有病毒主要特征：小、简单具有病毒主要特征：小、简单、活细胞内复制增殖、活细胞内复制增殖 噬菌体的结构噬菌体的结构第二节第二节 细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物质基础基本概念：基本概念：v毒性噬菌体毒性噬菌体：此类噬菌体在菌细胞内独立复制增殖：此类噬菌体在菌细胞内独立复制增殖，引起菌体裂解，建立，引起菌体裂解，建立溶菌性周期溶菌性周期。v温和噬菌体温和噬菌体：感染细菌后，可将其基因组与细菌染：感染细菌后，可将其基因组与细菌染色体整合，既能建立色体整合，既能建立溶原性周期溶原性周期，又可建立溶菌性，又可建立溶菌性周期。周期。v前噬菌体前噬菌体：整合于细

5、菌染色体上的噬菌体基因组。：整合于细菌染色体上的噬菌体基因组。v溶原性细菌溶原性细菌：携带有前噬菌体的细菌。：携带有前噬菌体的细菌。第二节第二节 细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物质基础细菌染色体细菌染色体噬菌体噬菌体溶菌性周期溶菌性周期溶原性周期溶原性周期生物合成生物合成装配装配释放释放感染其他细菌感染其他细菌诱导诱导前噬菌体前噬菌体噬菌体的溶原性周期和溶菌性周期噬菌体的溶原性周期和溶菌性周期一、突变（一、突变（mutation mutation）由于细菌遗传物质结构改变而引起的变异由于细菌遗传物质结构改变而引起的变异v自发突变：自发突变：具有随机性和稀少性（突变率具有随机性和稀少性（突

6、变率：10-1010-6）v诱发突变：诱发突变：X-射线、紫外线、亚硝酸盐等射线、紫外线、亚硝酸盐等外界条件诱导细菌产生的突变（突变率外界条件诱导细菌产生的突变（突变率：10-610-4）。）。v基因突变的类型基因突变的类型：点突变与多点突变点突变与多点突变第三节第三节 细菌遗传变异的发生机制细菌遗传变异的发生机制二、基因的转移和重组二、基因的转移和重组1 1、转化、转化 (transformation)transformation)受体菌直接摄取供体菌游受体菌直接摄取供体菌游离的离的DNADNA片段，从而获得新片段，从而获得新的遗传性状的过程。的遗传性状的过程。第三节第三节 细菌遗传变异的发

7、生机制细菌遗传变异的发生机制一般出现在细菌对数生长期的后期，细胞一般出现在细菌对数生长期的后期，细胞膜不稳定，膜不稳定，表面具有吸附表面具有吸附DNADNA的受体的状态，的受体的状态，仅维持数分钟至仅维持数分钟至3 34h4h。第三节第三节 细菌遗传变异的发生机制细菌遗传变异的发生机制2.2.转导转导(transduction)transduction)v以温和噬菌体为载体，将供体菌的遗传物质转移到以温和噬菌体为载体，将供体菌的遗传物质转移到受体菌，使受体菌获得新的遗传性状。受体菌，使受体菌获得新的遗传性状。（1 1）普遍性转导）普遍性转导：前噬菌体脱落进入复制周期，发生：前噬菌体脱落进入复制

8、周期，发生包装错误包装错误，将供体菌，将供体菌DNADNA误装入噬菌体头部误装入噬菌体头部，当它感当它感染受体菌时染受体菌时，将供体菌将供体菌DNADNA带入受体菌体内带入受体菌体内。供体菌供体菌染色体染色体、质粒的质粒的任何任何DNADNA片段片段均可被转导均可被转导。（2 2）局限性转导：）局限性转导：前噬菌体从宿主染色体前噬菌体从宿主染色体切离时发生切离时发生偏差偏差，将前噬菌体，将前噬菌体整合部位两旁的供体菌整合部位两旁的供体菌基因转移基因转移到受体菌。到受体菌。第三节第三节 细菌遗传变异的发生机制细菌遗传变异的发生机制galbiogalbiogalbiogalbiogalbiogal

9、dgdgbio正常脱离正常脱离断裂和再接断裂和再接细菌染色体细菌染色体偏差脱离偏差脱离断裂和再接断裂和再接局限性转导模式图局限性转导模式图第三节第三节 细菌遗传变异的发生机制细菌遗传变异的发生机制3.3.接合接合(conjugation)conjugation)v细菌通过性菌毛将遗传物质（主要为质粒）从供体细菌通过性菌毛将遗传物质（主要为质粒）从供体菌转移给受体菌，使受体菌获得新的遗传性状。菌转移给受体菌，使受体菌获得新的遗传性状。第三节第三节 细菌遗传变异的发生机制细菌遗传变异的发生机制F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF F质粒接合过程质粒接合过程Tn 9Tn T

10、n 10Tn 8RTFR determinant 与与F F质粒相似，编码性菌质粒相似，编码性菌毛的产生和通过接合转移。毛的产生和通过接合转移。能编码对抗菌药物的耐能编码对抗菌药物的耐药性，可由几个转座子连接药性，可由几个转座子连接相邻排列。相邻排列。第三节第三节 细菌遗传变异的发生机制细菌遗传变异的发生机制前噬菌体前噬菌体:整合在细菌基因整合在细菌基因组中的噬菌体基因组组中的噬菌体基因组溶原性细菌溶原性细菌4.4.溶原性转换溶原性转换(lysogenic conversion)lysogenic conversion)溶原性细菌因染色体上整合的前噬菌体使其溶原性细菌因染色体上整合的前噬菌体使其获得新的遗传性状。获得新的遗传性状。第三节第三节 细菌遗传变异的发生机制细菌遗传变异的发生机制第四节第四节 细菌变异的实际应用细菌变异的实际应用一、在疾病诊断、治疗和预防中的应用一、在疾病诊断、治疗和预防中的应用二、在检测致癌物质方面的应用二、在检测致癌物质方面的应用三、在基因工程中的应用三、在基因工程中的应用