课件：第四章：细菌的遗传和变异.ppt

F质粒的接合 F+ F- F+ F- F+ F+ F+ F+ Donor Recipient F+ F+ F+ Hfr 高频重组菌（high frequency recombination） Hfr：少数F质粒可整合至受体菌染色体上，与染色体一起复制，这种与F质粒重组的细菌称为Hfr。 Hfr F- Hfr F- Hfr F- Hfr F- F’质粒 高频重组菌中的F质粒有时从染色体上脱离下来，带有染色体上邻近的基因，称为F’质粒。 F+菌，Hfr，F’菌都是雄性菌。 F’ F’ F’ F’ F’ F- F’ F- R质粒的接合 日本首先分离到抗多种药物的宋内志贺菌多重耐药株，多重耐药性很难用基因突变解释。 健康人中大肠埃希菌30%~50%有R质粒，而致病性大肠埃希菌90%有R质粒。 与多重耐药性有关。耐药质粒从一个细菌转移到另一个细菌中。 R质粒 耐药传递因子（resistance transfer factor,RTF） 与F质粒相似，编码性菌毛的产生和通过接合转移 耐药（r）决定子 转导（transduction） 以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。 普遍性转导（generalized transduction） 局限性转导（restricted transduction） 普遍性转导generalized transduction 前噬菌体从溶原菌染色体上脱离，进行增殖，在裂解期的后期，噬菌体的DNA已大量复制，装配时可能会发生装配错误，误将细菌的DNA片段装入噬菌体的头部，成为一个转导噬菌体。转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，并将其头部的染色体注入受体菌内。 被包装的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分。 供体菌 受体菌 转导噬菌体 细菌DNA 噬菌体DNA 结果 完全转导 流产转导 未整合 整合 局限性转导restricted transduction 或称特异性转导， 所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。 溶原期时，噬菌体DNA整合在细菌染色体特定部位，噬菌体DNA发生偏差分离，将自身的一段DNA留在细菌染色体上，而带走了细菌DNA上两侧的基因。当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。所转导的只限于供体菌上个别的基因。 普遍性转导与局限性转导的区别 区别要点 普遍性转导 局限性转导 基因转导发生的时期 裂解期 溶原期 转导的遗传物质 供体菌染色体DNA任何部位或质粒 噬菌体DNA及供体菌DNA的特定部位 转导的后果 完全转导或流产转导 受体菌获得供体菌DNA特定部位的遗传特性 转导频率 受体菌的10-7 转导频率较普遍转导增加1000倍(10-4) 溶原性转换（ lysogenic conversion） 当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶原状态时而致细菌获得新的性状。 白喉棒状杆菌、A群链球菌、肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、霍乱弧菌 基因来源 转移方式 转化 供体菌 直接摄取 接合 供体菌 性菌毛 转导 供体菌 噬菌体为载体 溶原性转换 噬菌体 整合 原生质体融合protoplast fusion 概念：将二种经处理后失去细胞壁的细菌（称为原生质体）进行融合，获得的新的细菌个体。原生质体融合是一种有价值的实验手段。 G +菌形成原生质体后，在聚乙二醇（PEG）作用下，可使两种不同的细菌细胞发生融合的过程。 融合后形成双倍体细胞，可短期生存，染色体重组，获得多种不同表型的重组融合体。 人为实验基因转移与重组。 细菌遗传变异的实际意义 在疾病的诊断、治疗与预防中的应用 在测定致癌物质中的应用 在流行病学中的应用 在基因工程中的应用 在疾病的诊断、治疗与预防中的应用 形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的变异，使得诊断复杂化 耐药菌株日益增多，预防耐药性 药敏实验 早期足量 要有一定疗程,联合用药 不要滥用 减毒菌株和无毒株可制备成疫苗 在测定致癌物质中的应用 凡能诱导细菌发生突变的物质都有可能是致癌物质。 Ames实验 伤寒沙门菌（his-） （his+） 诱变剂 在流行病学中的应用 分子生物学分析方法已被用于流行病学调查 质粒指纹图（PFP） 研究流行菌株的同源性，检测对噬菌体的敏感性和溶原性，对细菌素的敏感性 在基因工程中的应用 基因工程是根据遗传变异中细菌可因基因转移和重组而获得新性状的原理设计的 切取目的基因→连接到载体上→转移到工程菌内，大量表达目的基因产物 目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激素、rIL-2等细胞因子和乙肝