細(xì)菌的遺傳變異

第五章細(xì)菌的遺傳變異基本概念遺傳（heredity）是病原生物的性狀在子代與親代中保持相對穩(wěn)定，且代代相傳，而使其種屬得以保存。變異（variation）是子代與親代之間以及子代與子代之間的生物學(xué)性狀出現(xiàn)的差異。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

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

變形桿菌0.1%石炭酸

遷徙生長（H）點(diǎn)狀生長、單個菌落（O）鞭毛變異毒力變異增強(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

牛分枝桿菌卡介苗

13年(230代)

耐藥性變異細(xì)菌對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)菌還同時耐受多種抗菌藥物，即多重耐藥性，甚至產(chǎn)生藥物依賴性。含鏈霉素培基

痢疾桿菌依鏈株

長期培養(yǎng)

菌落變異

在陳舊培養(yǎng)基中長期培養(yǎng)

光滑型菌落粗糙型菌落

S

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)細(xì)菌染色體質(zhì)粒（plasmid）轉(zhuǎn)位因子

：插入序列、轉(zhuǎn)座子、轉(zhuǎn)座噬菌體。1、細(xì)菌染色體基因組結(jié)構(gòu)

細(xì)菌染色體是一個裸露的閉合環(huán)狀的雙鏈DNA分子，有核蛋白，缺乏組蛋白，無核膜包裹。

細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)2、質(zhì)粒（plasmid）細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)

是細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，大多由閉合環(huán)狀雙鏈DNA組成。●

具有自我復(fù)制的能力。

●

所攜帶的基因賦予宿主菌某些生物學(xué)

性狀（如F質(zhì)粒、R質(zhì)粒、毒力質(zhì)粒、

代謝質(zhì)粒）。

●非生存所必需，可自行丟失或消除。

●可在細(xì)菌之間轉(zhuǎn)移。質(zhì)粒DNA的特征細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)1)致育質(zhì)粒（F質(zhì)粒）與有性生殖功能關(guān)聯(lián)；2)耐藥性質(zhì)粒

編碼細(xì)菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性。分兩類，一是接合性耐藥質(zhì)粒（R質(zhì)粒），另一是非接合耐藥性質(zhì)粒；3)毒力質(zhì)粒（Vi質(zhì)粒）

編碼與該菌致病性有關(guān)的毒力因子；4)細(xì)菌素質(zhì)粒

編碼細(xì)菌產(chǎn)生細(xì)菌素；5)代謝質(zhì)粒

編碼產(chǎn)生相關(guān)的代謝酶。概念：是一類在細(xì)菌染色體、質(zhì)粒、噬菌體之間自行移動的遺傳成分，是基因組中一段具有轉(zhuǎn)位特性的獨(dú)立的DNA序列。分類:1.插入序列（insertionsequenceIS）2.轉(zhuǎn)座子(transposon)3.轉(zhuǎn)座噬菌體或前噬菌體（prophage）3、轉(zhuǎn)位因子（transposon,Tn）細(xì)菌變異的發(fā)生機(jī)制基因突變與損傷后修復(fù)：基因轉(zhuǎn)移與重組：包括轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換

基因突變（genemutation）：細(xì)菌染色體基因發(fā)生突然而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)改變，包括一對或少數(shù)幾對堿基的缺失、插入或置換（點(diǎn)突變：pointmutation），

導(dǎo)致細(xì)菌性狀的遺傳性變異。1、概念細(xì)菌的基因突變

供體菌（donor）將遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移至受體菌（recipient），使后者獲得新的生物學(xué)性狀，稱為基因轉(zhuǎn)移（genetransfer）。

細(xì)菌通過水平方向的基因轉(zhuǎn)移和重組，產(chǎn)生新的基因型個體，以適應(yīng)隨時改變的環(huán)境。基因轉(zhuǎn)移的概念細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組

●

接合（conjugation）

●

轉(zhuǎn)化（transformation）

●

轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）

●溶原性轉(zhuǎn)換（lysogenicconversion）基因轉(zhuǎn)移的方式細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組1、接合（conjugation）細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組

接合：供體菌通過性菌毛與受體菌直接接觸，并將遺傳物質(zhì)（主要是質(zhì)粒DNA）轉(zhuǎn)移給受體菌，使受體菌獲得新的遺傳性狀。細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組質(zhì)粒質(zhì)粒接合轉(zhuǎn)移示意圖染色體性菌毛受體菌供體菌細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組2、轉(zhuǎn)化（transformation）細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組

轉(zhuǎn)化：受體菌從周圍環(huán)境中直接攝取供體菌游離的DNA片段，并整合入受體菌基因組中，從而獲得供體菌部分遺傳性狀的過程。

細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組3、轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組

以溫和噬菌體為媒介，將供體菌DNA片段（染色體DNA、非接合性質(zhì)粒DNA）轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，通過基因重組而使受體菌獲得新的遺傳性狀。細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組轉(zhuǎn)導(dǎo)的概念

4.溶原性轉(zhuǎn)換

lysogenicconversion定義：細(xì)菌感染帶有毒素基因的溫和噬菌體時，使宿主菌成為溶原狀態(tài)，并獲得新的性狀。

常見的細(xì)菌及其所產(chǎn)生的毒素有：白喉棒狀桿菌鏈球菌產(chǎn)氣莢膜梭菌肉毒梭菌