細菌遺傳與變異的物質(zhì)基礎
與細菌遺傳相關(guān)的物質(zhì)種類包括染色體和染色體外的其他遺傳物質(zhì)(質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座因子、噬菌體)。
一、細菌染色體
(一)概念
是一條環(huán)狀雙螺旋DNA長鏈,按一定構(gòu)型反復回旋成松散網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),附著在橫隔中介體或細胞膜上,是細菌的主要遺傳物質(zhì),也稱核質(zhì)。
(二)特點
1.分子量比真核細胞小、序列簡單,絕大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)的基因保持單拷貝。
2.無核膜、核仁和有絲分裂器。
3.只有連續(xù)的基因結(jié)構(gòu),一般無內(nèi)含子,轉(zhuǎn)錄后形成的RNA分子不必加工剪切。
4.攜帶細菌絕大多數(shù)遺傳信息,決定細菌的絕大多數(shù)遺傳性狀。
二、質(zhì)粒
(一)概念
是細菌染色體外的遺傳物質(zhì),存在于細胞質(zhì)中閉合環(huán)狀的雙鏈DNA。
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1.不是細菌生長繁殖所必需的物質(zhì),可因自行丟失或經(jīng)人工處理而消除。
2.攜帶的遺傳信息能賦予宿主菌某些生物學性狀,有利于細菌在特定的環(huán)境下生存。
(三)分類
1.根據(jù)通過細菌的接合作用進行傳遞與否:分為一般分子量較大如F質(zhì)粒、R質(zhì)粒的接合性質(zhì)粒和分子量較小如志賀菌毒力質(zhì)粒的非接合性質(zhì)粒兩類。
2.根據(jù)質(zhì)粒的相容性與否:分為不相容性及相容性兩類。前者指結(jié)構(gòu)相似、密切相關(guān)的質(zhì)粒不能穩(wěn)定地共存于同一個宿主菌內(nèi)的現(xiàn)象,反之為相容性。
3.根據(jù)質(zhì)?;蚓幋a的生物學性狀分類:如編碼細菌性菌毛的F質(zhì)粒;攜帶耐藥性基因,使細菌產(chǎn)生抗菌藥物耐藥性的R質(zhì)粒;編碼大腸埃希菌細菌素的Col質(zhì)粒;與細菌毒力有關(guān)的Vi質(zhì)粒等。
三、轉(zhuǎn)座子
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是一類在細菌的染色體、質(zhì)粒或噬菌體之間自行移動的遺傳成分。
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1.插入序列(IS),是較短的轉(zhuǎn)座子,750~2000bp DNA,僅僅攜帶編碼自身轉(zhuǎn)座所需酶的基因。IS存在于多種細菌的染色體或質(zhì)粒中,也介導高頻重組菌株的形成。
2.復合轉(zhuǎn)座子(Tn),除攜帶轉(zhuǎn)座所需要的基因外,還帶有其他特化功能的基因,如耐藥性基因、重金屬抗性基因等,其兩醫(yī)“學教育網(wǎng)搜集整理端為插入序列,但不含有自身復制所需要的遺傳信息。
?。ㄈδ退幮援a(chǎn)生的作用
轉(zhuǎn)座子攜帶的耐藥性基因在細菌的染色體和質(zhì)粒之間或質(zhì)粒和質(zhì)粒之間轉(zhuǎn)移,導致耐藥性基因的播散,是自然界中細菌耐藥性產(chǎn)生的重要原因之一。