医学微生物学精品课件：4.噬菌体、细菌的遗传与变异.pptVIP

特点 1.毒力岛载有编码许多毒力相关基因，产物多为分泌性蛋白、细胞表面蛋白、细菌的分泌系统等，如溶血素、菌毛、Ⅲ型分泌系统。 2.毒力岛可在细菌的不同菌株甚至不同菌种之间进行DNA重组，若非致病菌株通过基因重组获得了毒力岛则具备了致病性。 3.转座元件的种类： （1）插入序列（insertion sequence，IS） ＜2kb，最小的转座因子，不携带任何与插入功能无关的基因。与插入点附近的序列共同起作用，可能是原细胞正常代谢的调节开关之一。 （2）转座子（transposon，Tn） ＞2kb，除了两端的IS和携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、毒力基因等。 称之为耐药性岛、毒力岛等。 Tn 毒力岛 是指一个分子量很大（20～100Kb ）、载有毒力基因的不稳定DNA片段，两侧与IS 和/或tRNA相连。 编码TSST Tst 葡萄球菌 编码III型分泌系统，介导AE损伤 LEE 大肠杆菌EPEC 与Ⅰ型分泌系统及在巨噬细胞内存活有关 SPI-4 与巨噬细胞内存活和在镁离子不足的条件下存活有关 SPI-3 编码另一个Ⅲ型分泌系统 SPI-2 编码一个Ⅲ型分泌系统 SPI-1 沙门菌 毒力岛的功能 毒力岛 细菌 部分病原菌的毒力岛 二、 细菌变异的机制 （一）基因突变：是DNA在复制过程中发生差错导致基因组内核苷酸序列的改变，发生了可遗传的变化。 狭义：专指点突变 广义：点突变 + 染色体畸变 （二）基因的转移与重组 基因转移：外源性遗传物质由供体菌转入受体菌细胞内的过程。 基因重组：转移的基因与受体菌DNA发生整合。 （一）细菌的基因突变 野生型：首次从自然界分离到的菌株一般称野生型菌株，简称野生型。即具有原始性状的生物或没有突变的生物。 突变型：野生型经突变后形成的带有新性状的菌株，称突变株，又称突变体或突变型。 ??? 自发性：突变可以随机的自然发生。 不对应性：突变是不定向的，结果与原因不对应。 稀有性：自发突变率极低，约10-9 ~ 10-6/代。 可诱变性：突变率可因诱变剂影响提高10～1000倍。 可逆性：野生型菌株 突变型菌株 细菌基因突变的主要特点 1. 基因突变的自发性与不对应性 二个经典实验: （1）彷徨实验 （2） 影印实验 上述二个实验可以证明细菌的基因突变可以在没有人为诱变因素的情况下自发地发生，且是随机发生、不定向的，与环境不相对应。 两种观点 细菌接触某种物质后使其定向变异。 细菌预先已变异，环境淘汰大量敏感菌。 很久以前，人们对抗性突变产生的原因争论十分激烈。一种观点认为，突变是通过适应而产生的，即突变的原因和突变的性状间是相对应的，即“定向变异”，也有人称它为“驯化”或“驯养”。另一种看法则认为，基因突变可以是自发的，随机发生、不定向的，与环境不相对应。 （1） 彷徨（波动）实验：1943年，鲁里亚（Luria）和德尔波留克（Delbrück）据统计学的原理，设计了彷徨实验，证明了突变的自发性与不对应性的存在。 发现病毒的复制机制和基本结构 实验要点: ①取对噬菌体敏感的大肠杆菌配制成约103/ml的细菌悬液，在2个试管中各加入10ml。——104菌/管 彷徨实验 ②把A管的菌液先分装在50支小试管中（ 0.2ml/管），培养24h后再分别将菌液涂在50个含有噬菌体的平板上，再培养24h后计算各平板上所产生的抗噬菌体的菌落数。 接种多管培养基 培养24h A 分别取各管菌液至含噬菌体的平板培养24h ③B管中的10ml菌液不经分装先整管培养24h，然后才分别涂到同样含有噬菌体的平板上，培养24h后，计算各平板上产生的抗噬菌体的菌落数。 B 整管培养24h A 接种多管培养基 培养24h 分别取各管菌液至含噬菌体的平板培养24h 至含噬菌体 平板培养24h 结果显示：来自A管各平板间抗性菌落数相差（波动）极大；来自B管各平板的抗性菌落数基本相同。 B A B 整管培养24h A 接种多管培养基 培养24h 分别取各管菌液至含噬菌体的平板培养24h 至含噬菌体 平板培养24h 结果说明：①如果抗性的出现是由于细菌对噬菌体产生的适应性反应，那么分装在许多小试管中的样品将出现大致相等数目的抗性细菌。——同一时间接触噬菌体 抗性菌落为何有多有少？——突变的自发性、