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突變是細菌遺傳物質(zhì)結構發(fā)生突然而穩定的改變，這種改變可傳于后代。在細菌生長(cháng)繁殖過(guò)程中突變經(jīng)常發(fā)生。根據細菌種類(lèi)不同其突變率差別很大。突變率是由復制的準確度、DNA損傷的發(fā)生機會(huì )及對損傷DNA修復程度三方面綜合決定。一般在l06～109中發(fā)生一次。
1.基因突變的規律
�。�1）自發(fā)突變和誘導：每個(gè)細菌都可自發(fā)突變，但頻率很低。當加入誘導劑（紫外線(xiàn)、X線(xiàn)、烷化劑、亞硝酸鹽等）后可使突變率提高l0～1000倍。
�。�2）隨機突變和選擇：突變是隨機和不定向的，Luria與Delbruck所做的彷徨實(shí)驗和Lederberg設計的影印實(shí)驗證實(shí)。
�。�3）突變和回復突變：某種細菌在自然環(huán)境下大多數所具有的表型菌株稱(chēng)為野生型菌株，發(fā)生突變后的菌株則稱(chēng)為突變型株。經(jīng)過(guò)再次突變又可成為與野生型相同表型的過(guò)程稱(chēng)為回復突變。
2.突變的類(lèi)型和機制：按DNA分子堿基對的變化可分堿基的置換、堿基的插入和缺失，以及轉位因子的插入。
�。�1）堿基的置換：在DNA鏈上一個(gè)或幾個(gè)堿基可以發(fā)生置換。置換可以是一個(gè)嘌呤堿置換另一個(gè)嘌呤堿（A+G）或一個(gè)嘧啶堿置換另一個(gè)嘧啶堿（T+C），稱(chēng)為置換；當以嘌呤置換嘧啶或反之則稱(chēng)顛換。堿基的突變影響到密碼的組成，改變所編碼的氨基酸而影響蛋白質(zhì)功能。
�。�2）堿基的插入和缺失：當核苷酸序列上插入或缺失一個(gè)堿基，則使插入或缺失部位以后的序列中的堿基發(fā)生移碼突變。
�。�3）轉位因子的插入：DNA鏈上大段核苷酸序列的插入、缺失可導致大的突變。
�。ǘ┗蛭镔|(zhì)的轉移和重組
1.轉化：是受體菌直接攝取供體菌提供的游離DNA片段整合重組，使受體菌的性狀發(fā)生變異的過(guò)程。
基因的轉化需要一定的條件：①細菌在攝取外源性DNA時(shí)需處于感受狀態(tài)；②細菌的種類(lèi)與能否攝入外源性的DNA有關(guān)，除鏈球菌屬、嗜血桿菌屬及芽胞梭菌屬外，大多數細菌不能自然攝入外源性DNA。革蘭陽(yáng)性菌和革蘭陰性菌的轉化方式不同。革蘭陽(yáng)性菌的感受態(tài)是由稱(chēng)為感受態(tài)因子（CF）的胞外信號誘導的，菌細胞上的特異受體和CF結合誘導新的蛋白質(zhì)產(chǎn)生參與轉化。革蘭陰性菌的感受態(tài)產(chǎn)生不需CF誘導，必須是親緣關(guān)系近的細菌DNA才能和受體菌整合。
2.轉導：是以噬菌體為媒介，將供體菌的基因轉移到受體菌內，導致受體菌基因改變的過(guò)程。分為普遍性轉導和局限性轉導。
在偶然條件下，細菌的DNA片段或小質(zhì)�？杀诲e誤的包裝在噬菌體頭部，成為一個(gè)轉導性噬菌體。由于這種錯誤包裝是隨機的，可將細菌染色體任何部位基因包裝入噬菌體頭部，因而這種噬菌體引起的轉導稱(chēng)普遍性轉導。
噬菌體DNA脫離宿主染色體時(shí)發(fā)生偏差，把自身一段DNA留在染色體上，而將細菌染色體上原整合部位兩側的基因帶走。此錯位切割的噬菌體是缺陷型噬菌體，這種只轉導噬菌體整合位置相鄰的個(gè)別特定基因的轉導稱(chēng)為局限性轉導。
3.接合：是受體菌和供體菌直接接觸，供體菌通過(guò)性菌毛將所帶有的F質(zhì)�；蝾�(lèi)似遺傳物質(zhì)轉移至受體菌的過(guò)程。主要見(jiàn)于革蘭陰性菌。帶有F質(zhì)粒的細菌可形成性菌毛，稱(chēng)F+（雄菌），無(wú)F質(zhì)粒的細菌無(wú)性菌毛，稱(chēng)F-（雌菌）。F質(zhì)粒的接合分三種類(lèi)型：①F+與F-接合，使F-轉變?yōu)镕+，原來(lái)的F+仍為F+。這一過(guò)程僅涉及F質(zhì)粒的傳遞，不涉及細菌染色體的轉移。②Hfr（高頻重組菌）與F-接合，使F-獲得供菌染色體的部分DNA片段，而F質(zhì)粒幾乎不可能進(jìn)入受體菌。③F’質(zhì)粒與F-接合，F’質(zhì)粒是從染色體上脫離下來(lái)帶有細菌染色體上鄰近基因的質(zhì)粒，此過(guò)程使F-轉變?yōu)镕+，同時(shí)獲得供菌染色體部分DNA片段。革蘭陽(yáng)性菌依賴(lài)CIA（聚集誘導因子）誘導的質(zhì)粒接合方式。
4.溶原性轉換：是噬菌體的DNA與細菌染色體重組，使宿主菌遺傳結構發(fā)生改變而引起的遺傳型變異。溶原性細菌因此而獲得新的特性。
5.原生質(zhì)體融合：兩種經(jīng)過(guò)處理失去細胞壁的原生質(zhì)體混和可發(fā)生融合，融合后的雙倍體細胞可發(fā)生細菌染色體間的重組。
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1.基因重組：當兩種或兩種以上親緣關(guān)系相近的病毒即同屬不同種病毒感染同一細胞時(shí)，它們的基因組可相互作用發(fā)生基因重組。重組可使基因再激活，表現為交叉復活和多重復活兩種形式。當一種有感染性的病毒和另一種有親緣關(guān)系的滅活病毒同時(shí)感染細胞時(shí)，經(jīng)基因重組產(chǎn)生具有滅活病毒親代的一種或多種遺傳特征的重組體，此現象稱(chēng)為交叉復活。常用于流感病毒疫苗株的制備。兩種或兩種以上的同種滅活病毒，感染同一細胞，若受損基因在兩個(gè)親代的不同部分，經(jīng)過(guò)基因重組而復活，產(chǎn)生感染性的病毒，此現象稱(chēng)為多重復活。
2.互補作用和表型混合
�。�1）互補作用：是一種病毒為另一種病毒提供本身不能合成但又是必需的基因產(chǎn)物，使其在混合感染的細胞中得以增殖。包括：①有活力的病毒和缺損病毒混合感染細胞；②有活力的病毒和只損傷衣殼而未損傷基因的滅活病毒共同感染細胞；③兩種缺損病毒混合感染細胞。
�。�2）表型混合：是互補作用的特殊例子，產(chǎn)生的子代包括：①與親代相同的病毒；②病毒含一個(gè)親代的基因組和另一個(gè)親代的衣殼；③病毒具有兩種病毒成分的衣殼。
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