臨床助理醫(yī)師考試醫(yī)學(xué)微生物學(xué)復(fù)習(xí)講義：第6單元細(xì)菌的遺傳與變異

　　第6單元 細(xì)菌的遺傳與變異

　　重點(diǎn)提示

　　本單元2000～2009年約考過l題，關(guān)于質(zhì)粒性質(zhì)。

　　重點(diǎn)掌握質(zhì)粒，以及轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換的概念。熟悉并理解耐藥質(zhì)粒及其與耐藥性的關(guān)系，熟悉局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)與溶原轉(zhuǎn)換的區(qū)別及R質(zhì)粒與耐藥性的關(guān)系。其余內(nèi)容適當(dāng)了解。

　　考點(diǎn)串講

　　一、細(xì)菌遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)

　　(一)細(xì)菌染色體

　　細(xì)菌染色體是單一的環(huán)狀雙螺旋DNA長(zhǎng)鏈，附著在橫膈中介體上或細(xì)胞膜上。細(xì)菌染色體缺乏組蛋白，外無核膜包圍。

　　(二)染色體外遺傳物質(zhì)

　　1.質(zhì)粒

　　(1)質(zhì)粒：質(zhì)粒是細(xì)菌染色體以外，不依賴于染色體而自我復(fù)制的遺傳物質(zhì)。大多數(shù)質(zhì)粒是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA分子。

　　(2)特征：自我復(fù)制，賦予細(xì)菌某些性狀特征，可白行丟失與消除，轉(zhuǎn)移性，可以通過接合、轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式在細(xì)菌問轉(zhuǎn)移，相容性與不相容性。

　　2.轉(zhuǎn)位因子

　　(1)定義：轉(zhuǎn)位因子是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子上的一段可移動(dòng)的遺傳元素，它能在一個(gè)基因組內(nèi)或不同的基因組間從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。

　　(2)分類：原核生物中的轉(zhuǎn)位因子有三類：插入序列、轉(zhuǎn)座予和轉(zhuǎn)座噬菌體。

　　二、細(xì)菌遺傳與變異的機(jī)制

　　細(xì)菌的遺傳性變異機(jī)制包括基因突變、基因損傷后的修復(fù)及基因的轉(zhuǎn)移與重組。

　　(一)突變

　　1.基因突變 基因突變是指DNA中一對(duì)或少數(shù)幾對(duì)堿基的置換、增加或缺失?；蛲蛔兊臋C(jī)制：①堿基置換;②移碼突變。

　　2.染色體畸變 指較大范圍DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，包括易位、倒位、缺失和重復(fù)。

　　(二)DNA損傷后的修復(fù)

　　當(dāng)細(xì)菌DNA受到損傷時(shí)，細(xì)胞會(huì)用有效的DNA修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的修復(fù)，但損傷修復(fù)本身也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤會(huì)造成細(xì)菌的變異。

　　(三)基因的轉(zhuǎn)移與重組

　　外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入某受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程稱為基因轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組。

　　細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移和重組可通過轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)和溶原性轉(zhuǎn)換等方式進(jìn)行。

　　1.轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化是供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝取，使受體菌獲得新的性狀。

　　2.轉(zhuǎn)導(dǎo) 轉(zhuǎn)導(dǎo)是以溫和噬菌體為媒介，將供體菌一段DNA片段轉(zhuǎn)移給受體菌內(nèi)，使受體菌獲得新的遺傳性狀的過程。細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)分為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)。

　　(1)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)是指在轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中，被裝入的DNA片段可以是供體菌染色體上的任何部分。

　　(2)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)：局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)是指在轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中為噬菌體所介導(dǎo)的基因是供體菌染色體上個(gè)別特定基因。

　　3.接合 接合是細(xì)菌通過性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質(zhì)(主要是質(zhì)粒DNA)從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌，從而使受體菌獲得新的性狀的過程。

　　(1)F質(zhì)粒的接合：有性菌毛的細(xì)菌與無性菌毛的細(xì)菌通過性菌毛完成接合。

　　(2)R質(zhì)粒的接合：耐藥質(zhì)粒攜帶耐藥性基因，是細(xì)菌產(chǎn)生抗菌藥物耐藥性的質(zhì)粒，也稱R質(zhì)粒。細(xì)菌的耐藥性與耐藥性的基因突變和R質(zhì)粒的接合轉(zhuǎn)移等有關(guān)。

　　R質(zhì)粒與耐藥性的關(guān)系：①接合性耐藥質(zhì)粒中的耐藥決定子可攜帶多個(gè)耐藥基因，表達(dá)對(duì)多種抗菌藥物的耐藥性，即多重耐藥性。②耐藥質(zhì)粒可在細(xì)菌問通過結(jié)合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化的方式傳遞，環(huán)境的抗生素形成中選擇性壓力有利于耐藥質(zhì)粒的傳播和耐藥株的存活。③接合性耐藥質(zhì)粒中的耐藥性傳遞因子能編碼性菌毛，促使耐藥質(zhì)粒通過接合方式在同一種屬細(xì)菌間或不同菌屬間進(jìn)行傳遞，使細(xì)菌耐藥性迅速播散，耐藥菌株不斷增加。

　　4.溶原性轉(zhuǎn)換 溶原性轉(zhuǎn)換是當(dāng)噬菌體感染細(xì)菌時(shí)，宿主菌染色體中獲得了噬菌體的DNA片段，使其成為溶原狀態(tài)時(shí)而致細(xì)菌獲得新的性狀。

　　局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)與溶原轉(zhuǎn)換的區(qū)別三①溶原轉(zhuǎn)換中噬菌體離開宿主細(xì)胞時(shí)，不攜帶宿主任何基因，而局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的噬菌體轉(zhuǎn)導(dǎo)時(shí)，則與宿主可能發(fā)生特定的基因交換。②溶原轉(zhuǎn)換中的噬菌體均為正常溫和噬菌體，而局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的噬菌體為缺陷性轉(zhuǎn)導(dǎo)。

　　歷年經(jīng)典試題

　　細(xì)菌“核質(zhì)以外的遺傳物質(zhì)”指(C)

　　A.mRNA

　　B.核蛋白體

　　C.質(zhì)粒

　　D.異染顆粒

　　E.性菌毛