大家都听说过细菌感染，那你可知道细菌的遗传变异呢?

首先了解下遗传和变异是什么?

遗传:子代和亲代形状的相似性

变异:子代和亲代形状的差异性（遗传性变异与基因变异有关，可遗传；非遗传性变异不可遗传，形状相似）

细菌的变异现象

形态结构变异（鼠疫在3％-6％的食盐，陈旧培养基中细菌变成多形态性；有荚膜的肺炎球菌，无荚膜的肺炎球菌）

毒力变异，包括毒力增强和减弱（白喉棒球杆菌毒力增强获得白喉毒素；牛分枝杆菌毒力减弱获得卡介苗）

耐药性变异，对药物由敏感变成耐受，有些细菌同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性（金黄色葡萄球菌；痢疾杆菌在含链球菌培养基长期培养下变成耐药性的依链株）

菌落变异（S型菌落变成R型菌落）

细菌遗传变异的物质基础

基因组中的染色体，染色体外遗传物质（质粒和转位因子）

染色体（Chr）:单一的环状双股DNA链，附着在横隔中介体上或细胞膜上

质粒:细胞染色体外的遗传物质，为闭合的环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传性状

质粒的特征:可自行丢失与消除；编码产物赋予细菌某些性状特征（致育性、耐药性、治病性等）；自我复制；转移性；相容性和不相容性

几种重要的质粒:

致育质粒（F质粒）:编码性菌毛，决定致育性

耐药质粒（R质粒）:决定耐药性

毒力质粒（Vi质粒）:编码毒力因子

细菌素质粒（Col）:产生细菌素

代谢质粒:产生代谢酶

细菌携带了那些质粒就有了相应的功能

转位因子:存在于细菌染色体或者质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组中的位置，能从一个基因组位置转移到另外一个基因组中

包括:插入序列，转座子

变异机制:

遗传性变异:基因突变（内因）、基因转移和重组（外因）

非遗传突变:环境因素，不遗传给下代

基因突变:细菌遗传物质的结构发生突然而稳定地改变，导致细菌性状的遗传性变异

分类:

大突变/染色体突变（是由于大段DNA发生易位、缺失、重复引起的较大性状变异）

小突变/点突变（由于个别碱基的置换、插入和缺失引起的较少的性状变异）

基因转移:供体菌遗传物质进入受体菌细胞过程

ps:供体菌是提供遗传物质的细菌；受体菌是接受遗传物质的细菌；遗传物质包括染色体、质粒

重组:供体菌遗传物质转移后，还必须整合到受体菌的染色体上，才能发挥效应

基因的转移与重组（受体菌获得外源性基因）的方式:

转化、接合、转导、溶原性转换、原生质体融合

ps:

转化是供体菌死亡裂解，释放出的游离DNA片段被受体菌直接摄取并整合到染色体DNA上，使受体菌获得新的性状（供体菌—摄取DNA—受体菌）——肺炎链球菌实验原理

接合是供体菌通过性菌毛与受体菌连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）传递给受体菌的过程

转导是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状，分为普遍性转导和局限性转导（转导的本质是源于嗜菌体的装配错误——供体菌—温和噬菌体—受体菌）

普遍性转导:前噬菌体从溶原菌染色体上脱离，进行增殖，在裂解期的后期，噬菌体的DNA已大量复制，装置时可能会发生装配错误，误将细菌的DNA片段装入噬菌体头部，转导成为一个转导噬菌体。转导噬菌体以能以正常方式感染另一个宿主菌，并将其头部的染色体注入到受体菌。被包装的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分——结果完全转导、流产转导

局限性转导（特异性转导）:所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因；溶原期时，噬菌体DNA整合在细菌染色体特定部位，噬菌体DNA发生偏差分离，使自身的一段DNA留在细菌染色体上，而带走了细菌DNA上两侧的基因。当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。所转导的只限于供体菌上个别的基因

溶原性转换:温和噬菌体感染细菌后，使宿主获得此噬菌体的DNA片段，成为溶原状态时而至细菌获得新的形状

原生质体融合:将两种不同的细菌经过溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生质体后进行相互融合的过程（原生质体:没有细胞壁的细胞）

细菌遗传变异的实际意义

在疾病诊断治疗与预防中的应用:

形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的变异，使诊断复杂化

耐药菌株日益增多，预防耐药性（药敏实验、早期足量、要有一定的疗程，联合用药、不要滥用）

减毒菌株和无毒株可制成疫苗

在测定致癌物质的应用:

凡能诱导细菌发生突变的物质都有可能是致癌物质

Ames实验（伤寒沙门菌）

在流行病学中的应用:

分子生物学分析方法已被用于流行病学调查（质粒指纹图、对噬菌体的敏感性，对细菌素的敏感性）

在基因工程中的应用:

基因工程是根据遗传变异中细菌可因基因转移和重组而获得新性状的原理设计

————切取目的基因—连接到载体上—转移到工程菌内—大量表达目的基因产物

————目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激素等，细胞因子和乙肝疫苗的生物制品