遺傳變異ppt課件.ppt

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1、第四章細(xì)菌的遺傳和變異1遺傳(heredity)是子代與親代的相似性，保證了物種的穩(wěn)定性。變異（variation)是子代與親代的差異，有利于物種的進(jìn)化。遺傳變異（genotypicvariation）表型變異（phenotypicvariation）2細(xì)菌的基因組基因突變基因轉(zhuǎn)移與重組遺傳變異在醫(yī)學(xué)上的意義3學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.細(xì)菌遺傳物質(zhì)的種類：染色體、質(zhì)粒、噬菌體、轉(zhuǎn)位因子、整合子2.細(xì)菌基因的水平轉(zhuǎn)移（1）轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換的概念及其在臨床實(shí)踐中的意義（2）耐藥質(zhì)粒與耐藥性的傳播4第一節(jié)細(xì)菌基因組包括染色體、外源性DNA（質(zhì)粒、噬菌體）及可移動(dòng)元件

2、（插入序列、轉(zhuǎn)座子、整合子）Genome包含菌細(xì)胞的全部遺傳信息，構(gòu)成細(xì)菌的基因型，決定細(xì)菌的生物學(xué)特性5一條環(huán)狀雙螺旋的雙鏈DNA（dsDNA)、按一定結(jié)構(gòu)反復(fù)回旋成松散的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)附著于橫隔中介體或細(xì)胞膜一、細(xì)菌染色體（chromosome）61.特點(diǎn)相對(duì)較小，只有一個(gè)復(fù)制起始位點(diǎn)多數(shù)基因?yàn)閱慰截惞δ芟嚓P(guān)的基因高度集中成操縱子具有連續(xù)基因結(jié)構(gòu)，無內(nèi)含子非編碼序列較少，且編碼序列多無重疊具有各種功能的識(shí)別區(qū)（含有特殊順序）7細(xì)菌染色體的復(fù)制－－半保留復(fù)制82.致病島（pathogenicityisland）位于致病菌染色體上，編碼毒力相關(guān)因子的外源性DNA片斷常為

3、分子量較大（20～100kbp）的基因群兩側(cè)往往含有重復(fù)序列或插入序列G＋C％與密碼使用與細(xì)菌染色體有明顯差異9細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，為環(huán)狀閉合或線狀dsDNA；能自我復(fù)制；賦予細(xì)菌的某些重要的生物學(xué)性狀；并非細(xì)菌生命活動(dòng)所必需，可以自然丟失，也可以在細(xì)菌間轉(zhuǎn)移；具有相容性與不相容性二、質(zhì)粒（plasmid)101112質(zhì)粒的分類1.接合性質(zhì)粒與非接合性質(zhì)粒2.嚴(yán)緊型質(zhì)粒與松弛型質(zhì)粒3.相容性質(zhì)粒與不相容性質(zhì)粒4.具質(zhì)?；蚓幋a的生物學(xué)性狀分類致育性質(zhì)粒（F）耐藥性質(zhì)粒（R）毒力質(zhì)粒（Vi）細(xì)菌素質(zhì)粒（col）代謝質(zhì)粒13三、轉(zhuǎn)座元件（tranponsablee

4、lement)不依賴于同源重組即可在細(xì)菌基因組中改變自身位置的獨(dú)特DNA序列，其轉(zhuǎn)位導(dǎo)致了細(xì)菌基因的不穩(wěn)定性和高突變率。14廣泛存在于G-菌和G+菌中插入位點(diǎn)不存在同源性核苷序列轉(zhuǎn)位作用主要依靠自身合成的特異性轉(zhuǎn)座酶轉(zhuǎn)位發(fā)生范圍廣1.特點(diǎn)15保留型轉(zhuǎn)位通過轉(zhuǎn)座酶切割轉(zhuǎn)座元件，再插入到新位點(diǎn)復(fù)制型轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)座元件的一個(gè)拷貝保留于供體原位，另一拷貝插入新位點(diǎn)2.轉(zhuǎn)位類型16插入序列轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座性噬菌體整合子3.轉(zhuǎn)座元件的種類17TransposaseABCDEFGGFEDCBA1）插入序列（insertionsequence,IS）最簡單的轉(zhuǎn)座元件，長度小于2kb不攜帶任何

5、與轉(zhuǎn)位功能無關(guān)的基因區(qū)域可能導(dǎo)致插入點(diǎn)附近基因表達(dá)改變182）轉(zhuǎn)座子（transposon,Tn）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大小約2-2.5kb除攜帶轉(zhuǎn)位有關(guān)基因,還帶多種結(jié)構(gòu)基因可導(dǎo)致插入突變、基因重排或插入點(diǎn)附近基因表達(dá)改變19ISISResistanceGene(s)ISISResistanceGene(s)復(fù)合型轉(zhuǎn)座子兩端IS，中間耐藥基因；是細(xì)菌耐藥形成的重要原因Tn3系轉(zhuǎn)座子兩端重復(fù)序列，中間抗生素相關(guān)基因及轉(zhuǎn)座相關(guān)基因接合性轉(zhuǎn)座子無末端重復(fù)序列，通過接合作用轉(zhuǎn)位Tn的三種類型203）轉(zhuǎn)座噬菌體（Mu噬菌體）具有轉(zhuǎn)座功能的溶原性噬菌體從細(xì)菌染色體脫落時(shí)，可能攜帶細(xì)菌D

6、NA片段隨之轉(zhuǎn)位Mu噬菌體是分子克隆中的重要工具214）整合子（Integron，In)一種可移動(dòng)的DNA分子，具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)可捕獲和整合外源性基因，使之轉(zhuǎn)化為功能性基因的表達(dá)單位。存在于染色體、質(zhì)?；蜣D(zhuǎn)座子上，是細(xì)菌固有的遺傳單位。225’CS3’CSintIgene2gene1attIABCP1P2attC整合子—基因盒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5’端保守區(qū)（5?CS）+中間可變區(qū)（基因盒）+3’端保守區(qū)（3?CS）整合酶基因intI重組位點(diǎn)attIP1、P2啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因（多耐藥基因）特異性重組位點(diǎn)attC23intI基因編碼整合酶，催化基因盒在重組位點(diǎn)的整合及切除。據(jù)基因序

7、列分為6類短小的可移動(dòng)DNA，只含有一個(gè)結(jié)構(gòu)基因及一個(gè)特異性重組位點(diǎn)（attC），不含啟動(dòng)子。多為耐藥基因基因盒24許多相關(guān)基因串聯(lián)排列在細(xì)菌染色體的特定部位，上游有啟動(dòng)子或調(diào)控信號(hào)序列與操縱基因序列，共同構(gòu)成的轉(zhuǎn)錄單位四、基因表達(dá)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)1.操縱子（operon）25啟動(dòng)子或調(diào)控信號(hào)序列調(diào)節(jié)操縱子表達(dá)相關(guān)基因同時(shí)轉(zhuǎn)錄翻譯，形成功能相關(guān)蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)正負(fù)反饋調(diào)控操縱子2.操縱子的調(diào)控26第二節(jié)細(xì)菌基因突變自發(fā)突變誘導(dǎo)突變點(diǎn)突變?nèi)旧w畸變細(xì)菌遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，導(dǎo)致細(xì)菌發(fā)生遺傳性變異。271.基因突變的規(guī)律稀有性及可誘導(dǎo)性突變與選擇可逆性與回復(fù)突

8、變282.