细菌的遗传和变异
细菌的遗传 (heredity): 细菌保持物种遗传物质和生物学特性相对稳定，世代相传的能力。 细菌的变异 (variation): 细菌子代与亲代之间生物学特性出现的差异。
细菌的遗传物质
Section titled “细菌的遗传物质”- 细菌基因组
- 染色体
- 质粒
- 移动元件
- 插入序列
- 转座子
- 整合子
- 噬菌体
细菌染色体之外的遗传物质，是一类闭环dsDNA
- 附加体 (episome)可以与染色体整合参与遗传，也可以游离存在的一类质粒
- 质粒存在三种构型: 共价闭环型、开环型、线性型
-质粒的特点:
- 自我复制
- 编码细菌细胞的大量辅助性的性状
- 可通过结合、转化等方式在细菌间转移。根据是否能通过结合转移，可分为:
- 结合性质粒
- 非结合性质粒
- 可丢失
- 相容性 (compatibility)和不相容性 (incompatibility): 序列结构相似、亲缘密切相关的质粒不可稳定共存于同一宿主；同源性互不相关的质粒可稳定共存
噬菌体 (bacteriophage)是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。
- 噬菌体的结构特征 显微镜下可见: 蝌蚪形、微球形、丝形
- 头部
- 衣壳
- 核: DNA/RNA
- 尾部: 尾领、尾鞘、尾髓、尾板、尾刺、尾丝
- 噬菌体的繁殖 噬菌体的繁殖过程包括吸附、穿入、生物合成、组装、释放
毒性噬菌体和温和噬菌体
Section titled “毒性噬菌体和温和噬菌体”- 温和噬菌体 (temperate phage): 感染细菌后，部分噬菌体的基因组不完成组装和释放，其DNA与宿主基因组整合，随宿主菌繁殖而复制。
- 前噬菌体 (prophage): 整合于宿主基因组的噬菌体基因组
- 溶原性细菌
- 溶原性噬菌体
- 溶原性转换: 溶原性细菌由于携带的前噬菌体基因得以表达，表现出新的遗传性状
- 毒性噬菌体: 在宿主细菌内复制增殖并最终导致细菌裂解的噬菌体，只有溶菌性周期而无溶原性周期。
移动元件 (mobile element)，也被称为转座元件 (transposable element)，是一类不依赖于同源重组即可在细菌或者其它生物的基因组/质粒之间改变存在位置的特殊DNA序列。
转座元件包括:
- 插入序列(insertion sequence, IS): 一段长度约为300~2200bp，不携带任何与转座功能无关的基因的可移动元件。
- 转座子(transposon, Tn): 长度在2000~2500bp，除了携带与转座功能有关的基因外，还会携带其它基因，如耐药基因、毒力基因。
- 整合子(integron, In): 整合子是一种特殊的可移动元件，其可通过整合酶介导的位点特异性重组系统捕获和重组基因盒，与细菌多重耐药性有关。