第5章细菌的遗传变异ppt课件.PPT

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1、第5章,细菌的遗传变异复旦大学上海医学院钱利生 教授,BCG：牛型结核杆菌（有毒株）胆汁-甘油-马铃薯培养 13年，230次传代 减毒株（BCG）基因型变异：BCG 表型变异：细菌L型,基因型和表型变异的比较,基因型变异,表型变异,基因结构,变化 未变,可逆性,不或极少 可逆,稳定性,稳定 不稳定,环境影响,涉及细菌数,不受影响 受影响,个别 全体,一、细菌的遗传物质,细菌染色体：dsDNA，3.25106 bp 复制快：105 bp/min 无组蛋白，无内含子，为连续基因 单倍体：突变后更易表现,质粒（plasmid）：,复制能力转移能力整合能力相容性丢失或消除,功能：F质粒转移；Vi质粒毒

2、力 R质粒耐药；Col质粒细菌素,转位因子：IS(insertion sequence):7501550 bp 两端重复序列，与插入有关 中心序列有转位酶基因,Tn(transposon):200025000 bp 两端为IS 中心序列有与转位无关基因 如：毒素基因、耐药基因等,常见的插入序列和转座子,IS bp Tn 耐药或毒素基因,IS1 768 Tn1 AP（氨苄青霉素）,IS2 1327 Tn6 Kan（卡那霉素）,IS3 1300 Tn10 Tet（四环素）,IS4 1426 Tn551 Em（红霉素）,IS5 1195 Tn681 E.coli ET（肠毒素）,整合子（integr

3、on，In）：定位于细菌染色体、质粒或转座子上基本结构：两端为保守末端，中间为可变区，含一个或多个基因盒整合子含有3个功能元件：重组位点；整合酶基因；启动子通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在细菌中进行水平传播,噬菌体（bacteriophage）：,形态结构:蝌蚪形衣壳：蛋白质核酸：dsDNA,分布广:有菌就有噬菌体宿主特异性：流行病调查；分型参与细菌变异：转导,溶原性转换,二、转移和重组,转移：供菌提供DNA；受菌接受DNA重组：受菌获得供菌DNA,类型 基因来源 转移方式,转化 供菌 受菌摄入,接合 供菌 通过性菌毛,转导 供菌 噬菌体媒介,溶原性转换 噬菌体 前噬菌体,转化（tra

4、nsformation）：受菌主动摄取外源性DNA 供菌死亡时释放或人工方法提取DNA,影响因素：供受菌基因型：同源性；亲缘关系近，转化率高感受态（competence）：生理活动过程中摄取 转化因子的最佳时期 环境因素：Mg2、Ca2等可促进转化,转导（transduction）噬菌体媒介 将供菌DNA转给受菌 分普遍性转导和局限性转导,毒性噬菌体，温和噬菌体 包装错误：任何部位细菌DNA片段转导性噬菌体：宿主菌DNA，无噬菌体DNA受菌接受转导噬菌体(供菌)DNA受菌获得供菌性状,普遍性转导：,局限性转导：温和性噬菌体,脱落错误：前噬菌体及两边的细菌DNA转导性噬菌体：噬菌体DNA及细菌D

5、NA,接合（conjugation）通过性菌毛将供菌DNA转给受体菌，受体菌获得供体菌性状,F质粒（fertility factor,致育因子）,接触：细胞质沟通转移：F质粒进入F菌，1分钟完成复制：F菌转为F菌,Hfr（高频重组菌株）：F质粒与染色体整合 具有结合和转移功能 细菌染色体转移频率高，F质粒低 受体菌获得供体菌性状 用于绘制基因图,Hfr转移细菌染色体过程,R质粒 耐药传递因子：编码性菌毛 r决定因子：耐药,溶原性转换（lysogenic conversion）噬菌体DNA与菌染色体整合 受菌获得新的性状 如白喉杆菌：-噬菌体-外毒素基因 不产毒白喉杆菌 产毒白喉杆菌,三、基因突

6、变,影印平板：自发的，随机的，非诱导的药 物仅起选择作用,突变的性质：突变率：10-610-9自发突变与诱发突变突变与选择回复突变与抑制突变,彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬 菌体之前就已发生，噬菌体对突变 仅起筛选而不是诱导作用。,突变型细菌及其分离：耐药性突变型 药敏试验 营养缺陷突变型 营养物质筛选 条件致死性突变型 温度敏感试验 发酵阴性突变型 乳糖发酵试验,诊断困难 HO变异：如伤寒沙门菌鞭毛 SR变异：消失荚膜或多糖 抗原性改变 毒力下降，生化反应改变治疗困难：耐药 预防：BCG,四、实际应用,Ames试验：,基因工程,载体：质粒，噬菌体工程菌和酶：限制性内切酶，连接酶选择目的基因，细菌中表达，如胰岛素、白介素、干扰素等基因工程疫苗,1.细菌基因转移和重组的类型及其主要差异？2.何谓BCG、transposon、R质粒、Hfr、lysogenic conversion和Ames试验？3.影印试验验证何种理论？突变型细菌有哪些？,思考题,