细菌的遗传与变异

医用模版 2025-04-02 19:49:09

遗传性变异(基因型变异 genotypic variation) 细菌的基因结构发生改变, 新获得的性状可稳定地遗传至后代,不受环境因素的影响。

非遗传变异(表型变异 phenotypic variation) 基因结构未改变,仅受外界环境因素(T、PH、离子浓度、营养等)影响而发生群体变异,不能遗传至后代。

一、细菌的变异现象

1.形态结构的变异细菌在生长繁殖过程中,受到不利因素的作用,常发生形态结构的改变(如衰亡期细菌多形性变异及细胞壁缺陷的L一型变异),还有一些特殊结构的变异(如荚膜、鞭毛的消失与恢复)。

2.毒力变异细菌毒力的变异包括毒力的增强或减弱。

细菌通过适宜条件培养,其毒力可以增强。如弱毒肺炎球菌通过小白鼠腹腔传代,可增强其毒力。无毒白喉棒状杆菌感染β-棒状杆菌噬菌体后,变成溶原性细菌,获得产生白喉毒素的能力。

有毒株长期在人工培养基上传代培养,可使毒力减弱或消失。卡介苗(BCG),是法国学者卡一介二氏将有毒力的牛型结核分枝杆菌在含有胆汁、甘油和马铃薯培养基上,经13年传230代,获得毒力减弱而保持其免疫原性的变异株。

3.耐药性变异指细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异。常见的易产生耐药性的细菌有金黄色葡萄球菌、结核分枝杆菌、痢疾志贺菌等。

4.菌落变异指细菌菌落由光滑型变为粗糙型的变异(S—R变异),随着菌落形态的变异,细菌的毒力、生化反应及抗原性等特性均可发生改变。

二、细菌的遗传物质

细菌的遗传物质是DNA,DNA分子是基因的载体,携带各种遗传信息。

(一)细菌染色体由单一环状双螺旋DNA长链构成,在细菌内呈超螺旋形式缠绕成团,外无核膜包围,故称核质。如大肠埃希菌,染色体DNA长1000-1300μm,4639kb,约含5000个基因,编码2000多种酶和其他结构蛋白。

(二)染色体外的遗传物质

1.质粒(plasmid)细菌染色体外的遗传物质,闭环双链DNA,可自我复制,也可自行丢失或经人工处理消除,其控制细菌某些特定的遗传性状。

(1)根据能否通过接合方式传递分

①接合性质粒(conjugative plasmid)带有与结合传递有关的基因(基因等),属大质粒,分子量大,为40-100kb,如F质粒、R质粒。

②非接合性质粒(non conjugative plasmid)不能通过性菌毛接合转移,属小质粒 ,分子量小,一般在15kb以下,含20—30个基因,有较多拷贝。

(2)根据在宿主菌内拷贝数的多少分

拷贝数(copy)是指每个细菌染色体所拥有的平均质粒数。

①严紧型质粒(stringent plasmid) 拷贝数少,仅l-2个,分子量大,与染色体复制同步。

②松弛型质粒(relaxed plasmid) 拷贝数多,为20-60个甚至更多,分子量小,与染色体复制不同步。

(3)根据质粒的不相容性分

①不相容性(incompatibility)指结构相似、密切相关的质粒不能稳定存在同一宿主菌的现象。

②相容性(compatibility)指结构相似的质粒能稳定存在同一宿主菌的现象。

(4)根据质粒基因编码的生物学性状分

致育性质粒(fertility plasmid)或称F质粒

② 耐药性质粒(resistance plasmid)或称R质粒

③ 毒力质粒(virulence plasmid)编码与细菌致病性有关的毒力因子。

Hly质粒:编码大肠埃希菌的溶血素;

Col质粒:编码大肠菌素;

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