第5章--细菌的遗传与变异(2010版.pptx





《第5章--细菌的遗传与变异(2010版.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第5章--细菌的遗传与变异(2010版.pptx(91页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 BCG:牛型结核杆菌(有毒株):牛型结核杆菌(有毒株)胆汁胆汁-甘油甘油-马铃薯培养马铃薯培养 1313年,年,230230次传代次传代 减毒株(减毒株(BCG)基因型变异:基因型变异:BCG 表型变异:细菌表型变异:细菌L L型型第1页/共91页遗传性变异(基因型变异genotypic variation):基因结构发生改变非遗传性变异(表型变异phenotypic variation):受环境条件影响 变异(variation)第2页/共91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变异基因型变异表型变异表型变异基因结构基因结构 变化变化 未变未变可逆性可逆性 不或极少不或极少
2、 可逆可逆稳定性稳定性 稳定 不稳定环境影响环境影响涉及细菌数涉及细菌数不受影响不受影响 受影响受影响 个别个别 全体全体第3页/共91页*细菌的变异现象1.形态结构的变异(形态结构的变异(morphological variation)2抗原性变异(抗原性变异(antigenic variation)3菌落变异(菌落变异(colony variation)4毒力变异(毒力变异(virulence variation):):如如白白喉喉棒棒状状杆杆菌菌的的白白喉喉毒毒素素的的获获得得、卡卡介介苗苗的的研研制制成成功功(13年,年,230代);代);5耐药性变异(耐药性变异(drug-resis
3、tant variation)第4页/共91页第一节 细菌的遗传物质第5页/共91页相关遗传物质:染色体(chromosome)、质粒(plasmid)、转位因子(transposable element)第6页/共91页 细菌染色体:dsDNAdsDNA,3.23.25105106 6 bpbp 复制快:10105 5 bp/minbp/min 无组蛋白,无内含子,为连续基因 单倍体:突变后更易表现第7页/共91页质粒(plasmidplasmid):复制能力转移能力整合能力相容性丢失或消除 第8页/共91页质粒(plasmid)的定义:为闭合环状双链DNA、存在于细胞质中的带有遗传信息、控
4、制细菌的某些特定遗传性状、能够自我复制的染色体以外的遗传物质。Definition:Extrachromosomal genetic elements that are capable of autonomous replication(replicon)第9页/共91页PLASMIDS Plasmids are extrachromosomal genetic elements capable of autonomous replication.An episome is a plasmid that can integrate into the bacterial chromosomeCl
5、assification of Plasmids(质粒的分类)Transfer properties Conjugative plasmids Nonconjugative plasmids Phenotypic effects Fertility plasmid(F factor)Bacteriocinogenic plasmids.Resistance plasmids 7 factors).第10页/共91页1质粒按所编码生物学性状种类分五类:致育质粒/F质粒(fertility plasmid)耐药质粒(drug-resistance plasmid 毒力质粒/Vi质粒(virulen
6、ce plasmid)细菌素质粒(bactericin plamid)代谢质粒(metabolism)第11页/共91页2Plasmid的特点具有自我复制的能力:可以存在多copy,与replication of chromosome同步的称为紧密型,不相关者称为松弛型;编码某些特定的遗传性状:如sex pilus(Fertility plasmid)、细菌素、毒素和耐药性等;可自行丢失与消除:不是细菌生长所必需;转移性:可通过转化、接合和转导等作用进行细菌间传递;质粒的相容性和不相容性:几种不同plasmid同时共存于一个细菌内成为相容性compatibility;反之,称为incompat
7、ibility。第12页/共91页3 3、转位因子(transposable element)transposable element):1 1)ISIS (insertion insertion sequencesequence):):75015507501550 bpbp 两端重复序列,与插入有关 中心序列有转位酶基因第13页/共91页2 2)TnTn(transposontransposon):):200025000200025000 bpbp 两端为IS IS 中心序列有与转位无关基因 如:毒素基因、耐药基因等第14页/共91页Transposable Genetic Elements
8、Definition:Segments of DNA that are able to move from one location to anotherProperties“Random”movementNot capable of self replication(not a replicon)Transposition(移位)mediated by site-specific recombinationTransposaseTransposition may be accompanied by duplication第15页/共91页Types of Transposable Genet
9、ic ElementsInsertion sequences(IS)Definition:Elements that carry no other genes except those involved in transpositionNomenclature(命名法)-IS1Structure Importance MutationPlasmid insertionPhase variationTransposaseABCDEFGGFEDCBA第16页/共91页Types of Transposable Genetic ElementsTransposons(Tn)Definition:El
10、ements that carry other genes except those involved in transpositionNomenclature(命名法)-Tn10StructureComposite(复合的)Tns Importance Antibiotic resistanceIS ISResistance Gene(s)IS ISResistance Gene(s)第17页/共91页细菌变异的机制:1、基因突变2、基因的转移和重组3、细菌DNA损伤的修复第18页/共91页Mechanism of bacterial variationGene mutationGene t
11、ransfer and recombination Transformation(转化)Conjugation(接合)Transduction(转导)Lysogenic conversion(溶原性转换)Protoplast fusion(原生质体融合)第19页/共91页第二节 基因突变第20页/共91页影印平板:自发的,随机的,非诱导的药物仅起选择作用突 变(Mutation)的定义:是遗传物质的结构发生突然而稳定的改变,导致的变异可传于后代。第21页/共91页突变与选择第22页/共91页 突变的性质:l自发性和不对应性l稀少性:突变率,1010-6-61010-9-9l可诱发性l独立性l稳
12、定性l可逆性:回复突变与抑制突变第23页/共91页相关感念:1.1.突 变(MutationMutation):是遗传物质的结构发生突然而稳定的改变,导致的变异可传于后代。2.2.野生型株:某种菌株在自然环境下大多数所具有的表现型菌株称为野生型株(wild type strainwild type strain)。3.3.突变后的菌株称为突变型株(mutantmutant)。4.4.回复突变:野生型株发生突变称为正向突变,若经再次突变又恢复到原来的性状,称为回复突变第24页/共91页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
13、性突变型 乳糖发酵试验 第25页/共91页第三节 基因的转移和重组第26页/共91页概念:1.基因转移(gene transfer)或基因交换:外源性的遗传物质(供体菌染色体DNA片段、可转移的质粒DNA及噬菌体基因)由供体菌转入某受体菌细胞内的过程2.基因重组(gene recombination):被转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组根据DNA片段的来源及交换方式不同,将转移与重组的方式分为:转化、接合、转导、溶原性转换和原生质体融合 等转移:供菌提供DNADNA;受菌接受DNADNA重组:受菌获得供菌DNADNA第27页/共91页类型类型 基因来源基因来源 转移方式转移方式 转化
14、 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 前噬菌体第28页/共91页传代1 1、转化(transformation)(transformation):是供体菌裂解游离的DNADNA片段被受体菌直接摄取,供受体菌获得新的性状。游离游离DNADNA供体菌供体菌DNADNA供体菌供体菌DNADNA(转化因子)(转化因子)第29页/共91页TransformationDefinition:Gene transfer resulting from the uptake of DNA from a donor.Factors affecting transform
15、ation1.DNA size and stateSensitive to nucleases(核酸酶)2.Competence of the recipient(Bacillus,Haemophilus,Neisseria,Streptococcus)Competence factors(感受态因子)Induced competence(诱导感受态)3.环境因素:Ca2+、Mg2+、cAMP等,维持DNA的稳定性、促进转化第30页/共91页第31页/共91页第32页/共91页第33页/共91页第34页/共91页第35页/共91页小鼠体内肺炎链球菌的转化试验第36页/共91页2 2、接合(co
16、njugationconjugation)是细菌通过性菌毛相互连接沟通,将遗传物质(主要是质粒DNADNA)从供菌转移给受菌。接合性质粒主要包括:F F质粒、R R质粒、ColCol质粒和毒力质粒第37页/共91页ConjugationDefinition:Gene transfer from a donor to a recipient by direct physical contact between cellsMating(交配)types in bacteriaDonorF factor(Fertility factor)F(sex)pilusDonorRecipientRecipi
17、entLacks an F factor第38页/共91页F F质粒的接合 第39页/共91页Physiological States of F FactorIntegrated(Hfr)Characteristics of Hfr x F-crossesF-rarely becomes Hfr while Hfr remains HfrHigh transfer of certain donor chromosomal genesF+Hfr第40页/共91页Physiological States of F FactorAutonomous with donor genes(F)Charac
18、teristics of F x F-crossesF-becomes F while F remains FHigh transfer of donor genes on F and low transfer of other donor chromosomal genesHfrF第41页/共91页Mechanism of Hfr x F-CrossesDNA transferOrigin of transferRolling circle replicationHomologous(同源)recombination Pair formation Conjugation bridgeHfrF
19、-HfrF-HfrF-HfrF-第42页/共91页Mechanism of F x F-CrossesDNA transferOrigin of transferRolling circle replication Pair formation Conjugation bridgeFFFFFF-FF-第43页/共91页ConjugationSignificanceGram-bacteriaAntibiotic resistanceRapid spreadGram+bacteriaProduction of adhesive material by donor cells 第44页/共91页F+
20、、Hfr、F三种菌都具有性菌毛第45页/共91页R R质粒的接合R R质粒由耐药传递因子(RTFRTF)和耐药决定因子(r r决定因子)组成。RTFRTF的功能与F F质粒相似,可编码性菌毛的产生和通过接合转移;r r决定因子编码对抗菌药物的耐药性,r r决定因子上有多个TnTn连接相邻是造成多耐的原因。第46页/共91页第47页/共91页Structure of R FactorsRTFConjugative plasmidTransfer genesTn 9Tn 21Tn 10Tn 8RTFR determinantR determinantResistance genesTranspos
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 细菌 遗传 变异 2010

限制150内