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基因突变型的种类

(1)形态突变型形态突变型是一种可见突变,包括微生物菌落形态变化,如菌落的形状、大小、颜色、表面结构,孢子数量、颜色,噬菌体的噬菌斑形状、大小及清晰度;细胞形态变化,如鞭毛、荚膜、菌体形状和大小、孢子形状和大小;细胞结构变化.如细胞膜透性。


(2)生化突变型 所有的突变型都是DNA的核苷酸序列变化导致蛋白质或酶的结构发生变化,都会引起生化代谢的变化,因此,从广义上讲,都可以看作生化突变型。最典型的生化突变型是营养缺陷型(auxotroph mutant),还有糖类分解发酵突变型、色素形成突变型和代谢产物生产能力突变型等。


(3)条件致死突变型 条件致死突变型是一类遗传学分析最有用的突变型,这种突变型在允许条件下存活,在限制条件下致死。生化突变型的营养缺陷型实际上也可以看作条件致死突变型。应用最广的条件致死突变型是温度敏感突变型(temperature-sensitive mutant).在一定温度下致死,在另一种温度下表现出正常的生命活动。温度敏感突变型分为热敏感突变型和冷敏感突变型。温度敏感突变型是基因突变的结果,突变后的基因产物提高了高温或低温的敏感性,降低了稳定性。如热敏感菌株在正常温度下某种酶的活性正常,能合成维持生命活动的某种物质;当温度提高到一定程度时,酶活性丧失,不能合成维持生命活动的相应物质,因此,突变株不能正常生存。


(4)致死突变型 各种突变都有可能使多肽链完全丧失活性,引起致死,尤其是染色体畸变更易造成致死。突变使DNA受损伤部分恰好是决定生物致死的主要基因,则引起致死突变。致死突变型通常分为显性致死和隐性致死。在二倍体中杂合状态的显性致死和纯合状态的隐性致死都有致死效应,在单倍体中不管何种状态都能引起致死。


(5)抗性突变型抗性突变型包括抗药性突变型、抗噬菌体突变型、抗高温突变型、抗辐射突变型。抗性突变型的产生究竟是细菌和抗性因子长期接触得到驯化而产生的,还是细菌本身具有抗性突变基因?这个问题在1943年之前一直是人们争论未决的问题,抗噬菌体的波动试验和抗链霉素的影印培养法(replica plating)令人信服地解决了这一问题。


①波动试验1943年,鲁里亚(Luria)和德尔渡留克(DelbrÜck)根据统计学原理设计了波动试验(fIuctuation test)。取对噬菌体T1敏感的大肠杆菌对数生长期肉汤培养物,用新鲜培养基稀释成。103个/mI_,的细菌悬浮液,然后在甲、乙两试管内各装10mL。接着,把甲试管中的菌液先分装在50支小试管中,保温培养24~36h,再把各小试管的菌液分别加到预先涂有噬菌体T1的平板上培养,培养后计算各平皿上所产生的抗噬菌体的菌落数。乙管中的lOmL,菌液不经分装直接整管保温培养24~36h,然后分成50份加到同样涂有噬菌体T1的平板上培养。培养后也分别计算各平皿上产生的抗噬菌体菌落数:结果表明,来自甲试管的50个平皿中的抗性菌落数相差悬殊,而来自乙试管的50个平皿中的抗性菌落数则基本相等。这说明大肠杆菌抗噬菌体突变,不是由环境条件——噬菌体诱导出来的,而是在它们接触噬菌体前随机地自发产生的。噬菌体在这里仅起到淘汰敏感菌株和鉴别抗性菌株的作用。

②影印培养法 1952年,莱德伯格(Lederberg)夫妇设计了一种更巧妙的影印培养试验,直接证明了微生物耐药性是自发产生的,并与相应的环境因素毫不相干。试验的基本过程是将对链霉素敏感的大肠杆菌K12涂布于不含链霉素的平板1表面,待菌落长出后将其印影到不含链霉素的平板2上和含链霉素的选择培养基平板3上。经培养后,在平板3上长出个别链霉素抗性菌落,在平板2中挑取与平板3上的抗性菌落相对应位置的菌落至不舍链霉素的培养液4中,培养后再涂布到平板5上,并重复以上各步骤。上述过程几经重复后,可在含药物的平板7和11上出现越来越多的抗性菌落,最后甚至得到纯的抗性群体。由此可知,原始的链霉素敏感菌株只通过1→2→4→5→6→8→9→10→12的移种和选择序列,就可在根本未接触链霉素的情况下,筛选出大量的链霉素抗性菌株a这说明抗性突变是在菌体接触链霉素以前就已经自发地产生了,链霉素不是诱变因素,链霉素只起到筛选和鉴别抗性菌株的作用。

突变是独立和随机的。在一个微生物群体中。一个细胞的突变与其他个体之间互不相干.并且一个细胞的突变不仅在时间上和个体上是随机的,而且在DNA的哪个位点上发生突变也是随机的。因而一个突变体的群体将出现各种不同遗传性状的突变类型。


微生物抗性来源,除抗性基因突变外,还有质粒和生理适应。耐药性质粒是具有抗性基因的一个片段DNA.分子量较小。耐药性质粒通过细菌之间接触(接合)而传递。生理适应是由于细菌长期接触某种抗性因子而具有暂时的耐药性,但基因没有突变。

 

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