細(xì)菌的遺傳和變異-細(xì)菌-醫(yī)學(xué)微生物學(xué)-05

1、第5章 細(xì)菌的遺傳和變異,遺傳性變異（基因型變異）非遺傳性變異（表型變異）,細(xì)菌的變異現(xiàn)象,形態(tài)、結(jié)構(gòu)變異毒力變異耐藥性變異菌落變異,形態(tài)結(jié)構(gòu)變異,3-6%食鹽鼠疫耶氏菌 多形態(tài)性         陳舊培基物,,青霉素、溶菌酶正常形態(tài)細(xì)菌

2、 L型變異 抗體或補(bǔ)體 (部分或完全失去胞壁),,特殊結(jié)構(gòu)的變異  42-43℃炭疽桿菌 失去形成芽胞能力, 毒性降低 10-20天       

3、60;  變形桿菌 0.1%石炭酸 遷徙生長(zhǎng)（H） 點(diǎn)狀生長(zhǎng)、單個(gè)菌落（O）,,,毒力變異,增強(qiáng) β棒狀噬菌體白喉棒狀桿菌 獲得白喉毒素 減弱 膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基牛分枝桿菌 卡

4、介苗                    13年(230代),,,耐藥性變異,細(xì)菌對(duì)某種抗菌藥物有敏感變成耐藥的變異稱為耐藥性變異。金黃色葡萄球菌有些細(xì)菌還同時(shí)耐受多種抗菌藥物，即多重耐藥性，甚至產(chǎn)生藥物依賴性。

5、 含鏈霉素培基痢疾桿菌 依鏈株            長(zhǎng)期培養(yǎng),,菌落變異,在陳舊培養(yǎng)基中長(zhǎng)期培養(yǎng)光滑型菌落 粗糙型菌落    S   &

6、#160;           R原因：失去LPS的特異多糖,,細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ),基因組：染色體和染色體外遺傳物質(zhì),,,質(zhì)粒 轉(zhuǎn)位因子,質(zhì)粒（plasmid）,細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA。帶有遺傳性息，能自行復(fù)制，隨細(xì)菌分裂轉(zhuǎn)移到子代細(xì)胞，并非細(xì)菌

7、生長(zhǎng)所必需。特征自我復(fù)制能力編碼產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征可自行丟失與消除轉(zhuǎn)移性相容性和不相容性,幾種重要的質(zhì)粒致育質(zhì)粒（F質(zhì)粒）耐藥質(zhì)粒毒力質(zhì)粒（Vi質(zhì)粒）細(xì)菌素質(zhì)粒代謝質(zhì)粒,轉(zhuǎn)位因子,是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子上的一段特異性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移動(dòng)，不斷改變它們?cè)诨蚪M的位置，能從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基因組中。,插入序列（insertion sequence,IS）是最小的轉(zhuǎn)位因子，＜2

8、kb，不攜帶任何已知與插入功能無(wú)關(guān)的基因區(qū)域轉(zhuǎn)座子（transposon,Tn）＞2kb，除攜帶與轉(zhuǎn)位有關(guān)的基因外，還攜帶耐藥性基因、抗金屬基因、毒素基因及其他結(jié)構(gòu)基因?？赡芘c細(xì)菌的多重耐藥性有關(guān)。,,Tn,轉(zhuǎn)座子的特征,轉(zhuǎn)座噬菌體或前噬菌體是一些具有轉(zhuǎn)座功能的溶原性噬菌體，當(dāng)整合到細(xì)菌染色體上，能改變?nèi)茉约?xì)菌的某些生物學(xué)性狀。,細(xì)菌的變異機(jī)制,基因的突變和損傷后修復(fù)基因的轉(zhuǎn)移和重組,基因的轉(zhuǎn)移和重組,基因轉(zhuǎn)移（gene

9、transfer） 外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入某受體菌細(xì)胞的過(guò)程稱為基因轉(zhuǎn)移。重組（ recombination）轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組，使受體菌獲得供體菌的某些性狀。細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移和重組可通過(guò)轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換和原生質(zhì)體融合等方式進(jìn)行。,轉(zhuǎn)化（transformation）,供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝取，使受體菌獲得新的性狀。,轉(zhuǎn)化試驗(yàn),,,,,,,,,,,,,,,,轉(zhuǎn)化因子（tr

10、ansforming principle ）在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，轉(zhuǎn)化的DNA片段稱為轉(zhuǎn)化因子 ，分子量小于107，最多不超過(guò)10~20個(gè)基因。感受態(tài)（competence）,,接合（conjugation）,細(xì)菌通過(guò)性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質(zhì)（主要是質(zhì)粒DNA）從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌。 接合性質(zhì)粒：能通過(guò)接合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒，F(xiàn)質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Col質(zhì)粒和毒力質(zhì)粒等。,F質(zhì)粒的接合,,,,F+,,,F-,,,,,,,,F+

11、,,,F-,,,,,,,,,,,F+,,,F+,,,,,,,,,,,F+,,,F+,,,,,,,,,,,,,,,Donor,,,,,,Recipient,,,,,F+,,,,,,,R質(zhì)粒的接合日本首先分離到抗多種藥物的宋內(nèi)志賀菌多重耐藥株，多重耐藥性很難用基因突變解釋。健康人中大腸埃希菌30%~50%有R質(zhì)粒，而致病性大腸埃希菌90%有R質(zhì)粒。與多重耐藥性有關(guān)。耐藥質(zhì)粒從一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)菌中。,R質(zhì)粒耐藥傳遞因子（resi

12、stance transfer factor,RTF）與F質(zhì)粒相似，編碼性菌毛的產(chǎn)生和通過(guò)接合轉(zhuǎn)移耐藥（r）決定子,轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）,以溫和噬菌體為載體，將供體菌的一段DNA轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，使受體菌獲得新的性狀。 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（generalized transduction）局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（restricted transduction）,普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)generalized transduction,前噬菌體從溶原菌

13、染色體上脫離，進(jìn)行增殖，在裂解期的后期，噬菌體的DNA已大量復(fù)制，裝配時(shí)可能會(huì)發(fā)生裝配錯(cuò)誤，誤將細(xì)菌的DNA片段裝入噬菌體的頭部，成為一個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體能以正常方式感染另一宿主菌，并將其頭部的染色體注入受體菌內(nèi)。被包裝的DNA可以是供體菌染色體上的任何部分。,供體菌,,結(jié)果完全轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo),局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)restricted transduction,或稱特異性轉(zhuǎn)導(dǎo)， 所轉(zhuǎn)導(dǎo)的只限于供體菌染色體上特定的基因。溶原期時(shí)，

14、噬菌體DNA整合在細(xì)菌染色體特定部位，噬菌體DNA發(fā)生偏差分離，將自身的一段DNA留在細(xì)菌染色體上，而帶走了細(xì)菌DNA上兩側(cè)的基因。當(dāng)其轉(zhuǎn)導(dǎo)并整合到受體菌中，使受體菌獲得供體菌的某些遺傳性狀。所轉(zhuǎn)導(dǎo)的只限于供體菌上個(gè)別的基因。,普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的區(qū)別,溶原性轉(zhuǎn)換（ 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)時(shí)而致細(xì)菌獲得新的性狀。 白喉棒狀桿菌、A群鏈

15、球菌、肉毒梭菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、霍亂弧菌,細(xì)菌遺傳變異的實(shí)際意義,在疾病的診斷、治療與預(yù)防中的應(yīng)用在測(cè)定致癌物質(zhì)中的應(yīng)用在流行病學(xué)中的應(yīng)用在基因工程中的應(yīng)用,在疾病的診斷、治療與預(yù)防中的應(yīng)用,形態(tài)、結(jié)構(gòu)、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的變異，使得診斷復(fù)雜化耐藥菌株日益增多，預(yù)防耐藥性 藥敏實(shí)驗(yàn) 早期足量 要有一定療程,聯(lián)合用藥 不要濫用減毒菌株和無(wú)毒株可制備成疫苗,在測(cè)定致癌物質(zhì)中的應(yīng)用,凡

16、能誘導(dǎo)細(xì)菌發(fā)生突變的物質(zhì)都有可能是致癌物質(zhì)。 Ames實(shí)驗(yàn)傷寒沙門菌（his-） （his+）,,在流行病學(xué)中的應(yīng)用,分子生物學(xué)分析方法已被用于流行病學(xué)調(diào)查質(zhì)粒指紋圖（PFP）對(duì)噬菌體的敏感性，對(duì)細(xì)菌素的敏感性,在基因工程中的應(yīng)用,基因工程是根據(jù)遺傳變異中細(xì)菌可因基因轉(zhuǎn)移和重組而獲得新性狀的原理設(shè)計(jì)的 切取目的基因→連接到載體上→轉(zhuǎn)移到工程菌內(nèi)，大量表達(dá)目的基因產(chǎn)物目前已大量生產(chǎn)胰島素、干擾素、多種生長(zhǎng)激素、rIL-