微生物遗传与变异;种瓜得瓜,种豆得豆。;
基因型(genotype):生物的全部遗传因子或基因。
表型(phenotype):具有一定基因型的个体,在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的形态等生物学特征的总和。
(基因)突变(mutation):指遗传物质(DNA或RNA)中的核苷酸序列发生了稳定的可遗传的变化,从而导致了生物性状的改变。
表型饰变(modification):是指微生物在生活条件发生改变时,发生暂时的形态、生理等特性的改变。;微生物是现代遗传学研究最重要的实验对象;第一节遗传变异的物质基础;(一)转化实验(transformation);肺炎双球菌转化实验;肺炎双球菌转化实验;
分析:S型细菌的DNA能将肺炎链球菌的R型转化为S型。而DNA纯度越高,转化效率也越高,只取纯DNA的6Χ10-8的量时,仍有转化能力。这说明,S型菌株转移给R型菌株的是以DNA为基础的遗传因子。;(二)T2噬菌体感染实验;结果说明:只有DNA才具有T2噬菌体的全部遗传信息,是噬菌体的遗传物质。当噬菌体DNA进入宿主细胞后,宿主细胞就按噬菌体DNA提供的遗传信息,在体内合成属于噬菌体的DNA和外壳蛋白,并装配成完整的噬菌体。;;DNA—主要的遗传物质;(一)核物质——染色体
染色体(chromosome):遗传物质的载体,在细胞分裂期的存在形式,细胞分裂间期表现为染色质(chromatin)。
基因组(genome):一个物种的单倍体的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称。
原核生物染色体:一般不具备染色体的真正形态,为叙述方便(和真核细胞比较),故名。多为单倍体。
真核微生物染色体:多条染色体,例如啤酒酵母有16条染色体。有时为双倍体。;1.原核生物(细菌、古生菌)的遗传物质;1.原核生物(细菌、古生菌)的遗传物质;③功能相关的结构基因组成操纵子结构。
微生物基因组DNA绝大部分用来编码蛋白质、RNA;用作为复制起点、启动子、终止子和一些由调节蛋白识别和结合的位点等信号序列。
④结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝;
⑤基因组的重复序列少而短。
古生菌的基因组在结构上类似于细菌。但是信息传递系统(复制、转录和翻译)则与细菌不同而类似于真核生物;2.真核微生物(如啤酒酵母)的染色体
特点
①典型的真核染色体结构;
②基因组没有明显的操纵子结构;
啤酒酵母基因组大小为13.5×106bp,分布在16条染色体中。
③基因有间隔区(即非编码区)和内含子序列;
④DNA重复序列多。;2.真核微生物(如啤酒酵母)的染色体
;真核生物细胞中的DNA中只有不到5%的DNA用于所需蛋白质的基因表达,其余的DNA起“结构”作用或“调节”作用。
DNA被紧密地包装在多条染色体中,每条染色体中含有一个线状DNA分子,它以左手螺旋方向围着一个个组蛋白八聚体绕圈1.8周,形成串珠状的染色质,被串在一起的小颗粒称为核小体,染色质进一步卷曲形成每圈6个核小体、直径30nm的染色质丝,它折叠成许多超螺旋环附着在中央骨架上。;;;;(二)核外物质——质粒;;cccDNA;1.质粒的基本特性
;(5)可自发消除(curing);
质粒能自从宿主细胞自发消除。某些理化因素,如高温、紫外线及吖啶类物质,可大大提高质粒的消除频率。
(6)质粒可以从一个细菌转移到另一个细菌。
根据其转移方式,一般把质粒分为2类:一类是接合型质粒(conjugative),可通过两个菌细胞的直接接合而主动转移如F因子。另一类是非接合型质粒(nonconjugative),必须通过噬菌体转导才能转移质粒DNA,如青霉素酶质粒。;2.医药方面的重要质粒;(1)致育因子(Fertilityfactor,F因子)
又称F质粒,其大小约94.5kb,这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象(接合作用)有关的质粒。
F因子能以游离状态(F+)和以与染色体相结合的状态(Hfr)存在于细胞中,所以又称之为附加体(episome)。
携带F质粒的菌株称为F+菌株(相当于雄性),无F质粒的菌株称为F-菌株(相当于雌性)。
;;;(2)抗性因子(Resistancefactor,R因子)
抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。
R100质粒可使宿主对下列药物及重金属具有抗性:
汞(mercuricion,mer)
四环素(tetracycline,tet)
链霉素(Streptomycin,Str)
磺胺(Sulfonamide,Su)
氯霉素(Chlorampenicol,Cm)
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