细菌遗传变异.pptx

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1、 BCGBCG：牛型结核杆菌（有毒株）：牛型结核杆菌（有毒株）：牛型结核杆菌（有毒株）：牛型结核杆菌（有毒株）胆汁胆汁胆汁胆汁-甘油甘油甘油甘油-马铃薯培养马铃薯培养马铃薯培养马铃薯培养 13131313年，年，年，年，230230230230次传代次传代次传代次传代 减毒株（减毒株（减毒株（减毒株（BCGBCG）基因型变异：基因型变异：基因型变异：基因型变异：BCG BCG 表型变异：细菌表型变异：细菌表型变异：细菌表型变异：细菌L L L L型型型型第1页/共30页基因型和表型变异的比较基因型和表型变异的比较基因型和表型变异的比较基因型和表型变异的比较基因型变异基因型变异基因型变异基因型变

2、异表型变异表型变异表型变异表型变异基因结构基因结构基因结构基因结构 变化变化变化变化 未变未变未变未变可逆性可逆性可逆性可逆性 不或极少不或极少不或极少不或极少 可逆可逆可逆可逆稳定性稳定性稳定性稳定性 稳定 不稳定环境影响环境影响环境影响环境影响涉及细菌数涉及细菌数涉及细菌数涉及细菌数不受影响不受影响不受影响不受影响 受影响受影响受影响受影响 个别个别个别个别 全体全体全体全体第2页/共30页一、细菌的遗传物质一、细菌的遗传物质一、细菌的遗传物质一、细菌的遗传物质 细菌染色体：细菌染色体：细菌染色体：细菌染色体：dsDNAdsDNA，3.23.25105106 6 bpbp 复制快：复制快：

3、复制快：复制快：10105 5 bp/minbp/min 无组蛋白，无内含子，为连续基因无组蛋白，无内含子，为连续基因无组蛋白，无内含子，为连续基因无组蛋白，无内含子，为连续基因 单倍体：突变后更易表现单倍体：突变后更易表现单倍体：突变后更易表现单倍体：突变后更易表现第3页/共30页质粒质粒质粒质粒（plasmidplasmid）：复制能力复制能力复制能力复制能力转移能力转移能力转移能力转移能力整合能力整合能力整合能力整合能力相容性相容性相容性相容性丢失或消除丢失或消除丢失或消除丢失或消除 功能：功能：功能：功能：F F质粒质粒质粒质粒转移；转移；转移；转移；ViVi质粒质粒质粒质粒毒力毒力毒

4、力毒力 R R质粒质粒质粒质粒耐药；耐药；耐药；耐药；ColCol质粒质粒质粒质粒细菌素细菌素细菌素细菌素 第4页/共30页 转位因子：转位因子：转位因子：转位因子：l lISIS(insertion sequenceinsertion sequence):):75015507501550 bpbp 两端重复序列，与插入有关两端重复序列，与插入有关 中心序列有转位酶基因中心序列有转位酶基因第5页/共30页l lTnTn(transposontransposon):):200025000200025000 bpbp 两端为两端为两端为两端为IS IS 中心序列有与转位无关基因中心序列有与转位无关

5、基因中心序列有与转位无关基因中心序列有与转位无关基因 如：毒素基因、耐药基因等如：毒素基因、耐药基因等如：毒素基因、耐药基因等如：毒素基因、耐药基因等第6页/共30页常见的插入序列和转座子常见的插入序列和转座子常见的插入序列和转座子常见的插入序列和转座子IS bp Tn IS bp Tn 耐药或毒素基因耐药或毒素基因耐药或毒素基因耐药或毒素基因 IS1 768 Tn1 IS1 768 Tn1 APAP（氨苄青霉素）（氨苄青霉素）（氨苄青霉素）（氨苄青霉素）IS2 1327 Tn6 Kan IS2 1327 Tn6 Kan（卡那霉素）（卡那霉素）（卡那霉素）（卡那霉素）IS3 1300 Tn10

6、 Tet IS3 1300 Tn10 Tet（四环素）（四环素）（四环素）（四环素）IS4 1426 Tn551 Em IS4 1426 Tn551 Em（红霉素）（红霉素）（红霉素）（红霉素）IS5 1195 Tn681 E.coli ET IS5 1195 Tn681 E.coli ET（肠毒素）（肠毒素）（肠毒素）（肠毒素）第7页/共30页整合子（整合子（integron，In）：）：l l定位于细菌染色体、质粒或转座子上定位于细菌染色体、质粒或转座子上定位于细菌染色体、质粒或转座子上定位于细菌染色体、质粒或转座子上l l基本结构基本结构基本结构基本结构：两端为保守末端，中间为可变区，含

7、一个或多个基因盒两端为保守末端，中间为可变区，含一个或多个基因盒两端为保守末端，中间为可变区，含一个或多个基因盒两端为保守末端，中间为可变区，含一个或多个基因盒l l整合子含有整合子含有整合子含有整合子含有3 3 3 3个功能元件：重组位点；整合酶基因；启动子个功能元件：重组位点；整合酶基因；启动子个功能元件：重组位点；整合酶基因；启动子个功能元件：重组位点；整合酶基因；启动子l l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通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在

8、细菌中进行水平传播第8页/共30页 噬菌体（噬菌体（噬菌体（噬菌体（bacteriophagebacteriophage）：形态结构形态结构形态结构形态结构:蝌蚪形蝌蚪形蝌蚪形蝌蚪形衣壳：蛋白质衣壳：蛋白质衣壳：蛋白质衣壳：蛋白质核酸：核酸：核酸：核酸：dsDNA dsDNA 分布广分布广分布广分布广:有菌就有噬菌体有菌就有噬菌体有菌就有噬菌体有菌就有噬菌体宿主特异性：流行病调查；分型宿主特异性：流行病调查；分型宿主特异性：流行病调查；分型宿主特异性：流行病调查；分型参与细菌变异：转导参与细菌变异：转导参与细菌变异：转导参与细菌变异：转导,溶原性转换溶原性转换溶原性转换溶原性转换第9页/共30

9、页二、转移和重组二、转移和重组二、转移和重组二、转移和重组转转转转 移移移移：供供供供 菌菌菌菌 提提提提 供供供供 DNADNA；受受受受 菌菌菌菌 接接接接 受受受受DNADNA重组：受菌获得供菌重组：受菌获得供菌重组：受菌获得供菌重组：受菌获得供菌DNADNA类型类型类型类型 基因来源基因来源基因来源基因来源 转移方式转移方式转移方式转移方式 转化转化转化转化 供菌供菌供菌供菌 受菌摄入受菌摄入受菌摄入受菌摄入 接合接合接合接合 供菌供菌供菌供菌 通过性菌毛通过性菌毛通过性菌毛通过性菌毛转导转导转导转导 供菌供菌供菌供菌 噬菌体媒介噬菌体媒介噬菌体媒介噬菌体媒介 溶原性转换溶原性转换溶原

10、性转换溶原性转换 噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体 前噬菌体前噬菌体前噬菌体前噬菌体第10页/共30页 转化（转化（转化（转化（transformationtransformation）：）：）：）：受菌主动摄取外源性受菌主动摄取外源性受菌主动摄取外源性受菌主动摄取外源性DNADNA 供菌死亡时释放或人工方法提取供菌死亡时释放或人工方法提取供菌死亡时释放或人工方法提取供菌死亡时释放或人工方法提取DNADNA第11页/共30页 影响因素：影响因素：l l供受菌基因型：供受菌基因型：供受菌基因型：供受菌基因型：同源性；亲缘关系近，转化率高同源性；亲缘关系近，转化率高同源性；亲缘关系近，转化率高同源性；亲缘

11、关系近，转化率高l l感受态（感受态（感受态（感受态（competencecompetence）：）：）：）：生理活动过程中摄取生理活动过程中摄取生理活动过程中摄取生理活动过程中摄取 转化因子的最佳时期转化因子的最佳时期转化因子的最佳时期转化因子的最佳时期 l l环境因素：环境因素：环境因素：环境因素：MgMg2 2、CaCa2 2 等可促进转化等可促进转化等可促进转化等可促进转化第12页/共30页转导（转导（transduction）噬菌体媒介噬菌体媒介噬菌体媒介噬菌体媒介 将供菌将供菌将供菌将供菌DNADNA转给受菌转给受菌转给受菌转给受菌 分普遍性转导和局限性转导分普遍性转导和局限性转导

12、分普遍性转导和局限性转导分普遍性转导和局限性转导第13页/共30页毒性噬菌体，温和噬菌体毒性噬菌体，温和噬菌体毒性噬菌体，温和噬菌体毒性噬菌体，温和噬菌体 包装错误：包装错误：包装错误：包装错误：任何部位细菌任何部位细菌任何部位细菌任何部位细菌DNADNADNADNA片段片段片段片段转导性噬菌体：转导性噬菌体：转导性噬菌体：转导性噬菌体：宿主菌宿主菌宿主菌宿主菌DNADNADNADNA，无噬菌体无噬菌体无噬菌体无噬菌体DNADNADNADNA受菌接受转导噬菌体受菌接受转导噬菌体受菌接受转导噬菌体受菌接受转导噬菌体(供菌供菌供菌供菌)DNA)DNA)DNA)DNA受菌获得供菌性状受菌获得供菌性状

13、受菌获得供菌性状受菌获得供菌性状 l 普遍性转导：普遍性转导：第14页/共30页l 局限性转导：温和性噬菌体局限性转导：温和性噬菌体 脱落错误：前噬菌体及两边的细菌脱落错误：前噬菌体及两边的细菌脱落错误：前噬菌体及两边的细菌脱落错误：前噬菌体及两边的细菌DNADNA转导性噬菌体：噬菌体转导性噬菌体：噬菌体转导性噬菌体：噬菌体转导性噬菌体：噬菌体DNADNA及细菌及细菌及细菌及细菌DNA DNA 第15页/共30页接合（接合（conjugation）通通通通过过过过性性性性菌菌菌菌毛毛毛毛将将将将供供供供菌菌菌菌DNADNA转转转转给给给给受受受受体体体体菌菌菌菌，受受受受体体体体菌菌菌菌获获获

14、获得得得得供供供供体体体体菌菌菌菌性状性状性状性状第16页/共30页l lF F质粒（质粒（质粒（质粒（fertility factorfertility factor,致育因子）致育因子）致育因子）致育因子）接触：细胞质沟通接触：细胞质沟通转移：转移：F F质粒进入质粒进入F F菌，菌，1 1分钟完成分钟完成复制：复制：F F菌转为菌转为F F菌菌第17页/共30页l lHfrHfr（高频重组菌株）：（高频重组菌株）：（高频重组菌株）：（高频重组菌株）：F F质粒与染色体整合质粒与染色体整合质粒与染色体整合质粒与染色体整合 具有结合和转移功能具有结合和转移功能具有结合和转移功能具有结合和转移

15、功能 细细细细菌菌菌菌染染染染色色色色体体体体转转转转移移移移频频频频率率率率高高高高，F F质质质质粒粒粒粒低低低低 受体菌获得供体菌性状受体菌获得供体菌性状受体菌获得供体菌性状受体菌获得供体菌性状 用于绘制基因图用于绘制基因图用于绘制基因图用于绘制基因图第18页/共30页Hfr转移细菌染色体过程转移细菌染色体过程第19页/共30页 R R质粒质粒 耐药传递因子：耐药传递因子：耐药传递因子：耐药传递因子：编码性菌毛编码性菌毛编码性菌毛编码性菌毛 r r r r决定因子：耐药决定因子：耐药决定因子：耐药决定因子：耐药 第20页/共30页溶原性转换（溶原性转换（溶原性转换（溶原性转换（lysog

16、enic conversionlysogenic conversion）噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体DNADNA与菌染色体整合与菌染色体整合与菌染色体整合与菌染色体整合 受菌获得新的性状受菌获得新的性状受菌获得新的性状受菌获得新的性状 如白喉杆菌：如白喉杆菌：如白喉杆菌：如白喉杆菌：-噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体-外毒素基因外毒素基因外毒素基因外毒素基因 不产毒白喉杆菌不产毒白喉杆菌 产毒白喉杆菌产毒白喉杆菌第21页/共30页三、基因突变三、基因突变影印平板：自发的，随机的，非诱导的药影印平板：自发的，随机的，非诱导的药影印平板：自发的，随机的，非诱导的药影印平板：自发的，随机的，非诱导的药 物仅起选

17、择作用物仅起选择作用物仅起选择作用物仅起选择作用第22页/共30页 突变的性质：突变的性质：l l突变率：突变率：突变率：突变率：1010-6-61010-9-9l l自发突变与诱发突变自发突变与诱发突变自发突变与诱发突变自发突变与诱发突变l l突变与选择突变与选择突变与选择突变与选择l l回复突变与抑制突变回复突变与抑制突变回复突变与抑制突变回复突变与抑制突变第23页/共30页彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬 菌体之前就已发生，噬菌体对突变菌体之前就已发生，噬菌体对

18、突变菌体之前就已发生，噬菌体对突变菌体之前就已发生，噬菌体对突变 仅起筛选而不是诱导作用。仅起筛选而不是诱导作用。仅起筛选而不是诱导作用。仅起筛选而不是诱导作用。第24页/共30页突变型细菌及其分离：突变型细菌及其分离：耐药性突变型耐药性突变型 药敏试验药敏试验 营养缺陷突变型营养缺陷突变型 营养物质筛选营养物质筛选 条件致死性突变型条件致死性突变型 温度敏感试验温度敏感试验 发酵阴性突变型发酵阴性突变型 乳糖发酵试验乳糖发酵试验 第25页/共30页诊断困难诊断困难诊断困难诊断困难 H HOO变变异：如伤寒沙门菌鞭毛异：如伤寒沙门菌鞭毛异：如伤寒沙门菌鞭毛异：如伤寒沙门菌鞭毛 S SR R变异

19、：消失荚膜或多糖变异：消失荚膜或多糖变异：消失荚膜或多糖变异：消失荚膜或多糖 抗原性改变抗原性改变抗原性改变抗原性改变 毒力下降，生化反应改变毒力下降，生化反应改变毒力下降，生化反应改变毒力下降，生化反应改变治疗困难：耐药治疗困难：耐药治疗困难：耐药治疗困难：耐药 预防：预防：预防：预防：BCGBCG四、实际应用四、实际应用第26页/共30页 Ames试验：试验：第27页/共30页 基因工程基因工程l载体：质粒，噬菌体载体：质粒，噬菌体载体：质粒，噬菌体载体：质粒，噬菌体l工工工工程程程程菌菌菌菌和和和和酶酶酶酶：限限限限制制制制性性性性内切酶，连接酶内切酶，连接酶内切酶，连接酶内切酶，连接酶

20、l选选选选择择择择目目目目的的的的基基基基因因因因，细细细细菌菌菌菌中中中中表表表表达达达达，如如如如胰胰胰胰岛岛岛岛素素素素、白介素、干扰素等白介素、干扰素等白介素、干扰素等白介素、干扰素等l基因工程疫苗基因工程疫苗基因工程疫苗基因工程疫苗第28页/共30页1 1.细菌基因转移和重组的类型及其主要差异？细菌基因转移和重组的类型及其主要差异？细菌基因转移和重组的类型及其主要差异？细菌基因转移和重组的类型及其主要差异？2 2.何何何何谓谓谓谓BCGBCG、transposontransposon、R R质质质质粒粒粒粒、HfrHfr、lysogenic lysogenic conversionconversion和和和和AmesAmes试验？试验？试验？试验？3 3.影印试验验证何种理论？突变型细菌有哪些？影印试验验证何种理论？突变型细菌有哪些？影印试验验证何种理论？突变型细菌有哪些？影印试验验证何种理论？突变型细菌有哪些？思考题思考题第29页/共30页感谢您的观看！第30页/共30页