三、接合 两个通过直接接触，在暂时的沟通中进行甚因转移的过程为接合。这一过程不是在所有细菌之间均可发生，只有那些具有F因子或类似F因 子传递装苦的细菌才能接合。接合中，有下因子的细菌相当于性性菌。因此接合看作是细菌的有性生殖过程，又称为细菌杂交。 细菌的接合最早在大肠杆菌中发现，以后在其他菌中也观察到，主要见于革兰氏阴性菌。在电镜下可现察到细菌间借伸长的性菌毛进行接 合。细菌能在接合中作为基因传递供体取决于致育因子(Fertility factor)又称F因子。这是最早发现的一种质粒，F因子编码在细菌表面产生 性菌毛。F因子的特性为可以促进供体萄向受体菌传递色体D八A或质粒。F因子决定编码的性菌毛可在供体与受体菌间形成交通通连接结构，从 而可使两个杂交细菌间形成胞浆内连接桥。F因子可以游离存大于胞浆内，也可与细菌染色体整合。如果F因子游离存在于胞浆内，接合时仅 因子DA可通过胞浆的连接桥进入受体菌。然而F因子转移的特点为，从一个起始点开始，仅有一条DA链进入受体菌，以后供体。受体菌分 别以一条DN八链为模板，以滚环式复制另一条互补链，形成完整的双链F因子。这一待性使F因子与其他能通过接合传递的细菌质粒一样，在细 菌群体中传播，类似引起传染，即原来的F+菌仍为F+,而F受体菌可变成F菌。 除F因子外，发现耐质粒R因子中有些亦可通过接合而传递，另一些则不能传递。R因子是1959年由日本学者所发现。他们对一批应用常用 抗生素治疗无效的南疾患者粪便中分离到的南疾杆菌进行分析，发现细菌中有一种德同时耐几种抗生素的基因。这种基因存在于细胞浆中，可 通过类似F因子的方式在细菌间传递。以后发现这类质粒中可通过接合转移者除有决定耐药性的r区段DNA外，还有传递区段(RTF,Resistar©e trarnsfer factor).RT下决定性菌毛的形成，通过接合而传递。如果只有r区段而无RTF区段则不能过接合传递。必须经传递性质粒带动、噬菌体 转号或以转化方式转入受体菌。 R因子决定细萄耐药性的问题是临床治疗中的大问题。R因子决定耐药性的机制，现已了解者为：1.质粒基因可编码产生各种纯化确，如金黄 色葡萄球萄耐药性质粒编码青霉素确，耐氨苄吉霉素的肠道杆菌质拉中编码能使B内酰胺环水解的酶。2，R因子通过控制一些细菌细跑膜的通透 性.使四环素不能进入苗体。3.R因子通过阻止抗生素与细苗细跑内的作用部位（靶）结合，使细菌耐药。如红雷素通过与细苗核蛋白体结合而阻止 蛋白质合成。R因子偏码甲基酶，通过使核重白体上某些分子的甲基化，使结霉素不能与之结合而失去作用。由于R因子可通过接合的种、属不同 的细菌间转移，因此有些痢疾杆菌即使未与药物接触过，但可自耐药的大肠杆菌获得R因子而耐药。目前有学者主张应及时了解医院内细菌的 因子质拉耐药图造，轮流选用抗生素以达到较好的治疗效果。 除了上述各种基因转移的方式外，还发现了一类能在质之间或质与染色体之间自行转移位置的核苷酸序列称为转座因子 ()。其中最简单者仅有1，O00个碱基对。只只有编码转移决定子的基因，称为插入顺序，还有一些分子量较大者为转 一般转座的NA链末端有互补及倒置重复序列，从而一条单链即可自己形成环状结构。转座子插入细萄染色体后，因在插入部位影响了 细菌染色体D八NA的正常结构，可致细菌失去某些功能。如耐药基因。产生细菌霉素或某些酶的基因等。转密子携带的这些基因在即使与受体 无核酸同源性的情况下仍可传递转移。因此转密子与质粒一样在构成致病性、耐药性菌中占有重要地位 第五节变异在医学中的实际应用 、临床医学及预防 等方面已被广泛应用。近几十多年来，由分子透传学发展起来的速传工 物品系 产新的生物： 开辟了前乐 生化反应、抗 特异性。以及蕊菌体分型等进行 了细菌的 ,这些方法至今仍有实用价 型的差别程度 此外 即不同种的细 图DNA分子中所含的巴 急量 细菌DNA中G+C的含量(Mo%)相同 :关系远者则GC量相差较 ,还可以果用N分 杂交技术 比较两种细菌的DNA链核苷酸序列间有无同源性。如果为同一种细菌则同源性杂交率可为100%，因此，根据细菌基因组的相对艳 定性，可 的相互关系 常遇到一些变异菌株、其形态、毒力、生化反应或抗原性都不典型，给细菌鉴定带来困难。如在有些使用抗生素的志 者体内可分离到1型细菌。从而必须了解1型细菌培养的特点以及如何使其返祖而恢复其典型形态与菌落，作出正确的诊断。 三、在预防中的应月 减毒活疫苗有较好的预防效果。减毒活菌苗可以从自然界分离获得，也可用人工方法选择改变毒力的变异株，目前应用的减毒活苗如卡 介菌是十分成功的例子，此外还获得了预防鼠疫和布氏菌的活菌苗。 四、在治疗中的应用 抗生素的生产中常用紫外线照射以促突变，从而获得产生抗生素量高的菌种耐药性菌株的出现是临床上存在的大问题，通过了解产生耐 药性的原理，可采取有针对性的措施。临床上强调对细菌做抗生素敏感试验，从而选用敲感药物有效地治疗，可避免在使用抗生素中提供选挥 耐药性突变株的条件。 五、检查致德物质的作用 正常细胞发生遗传信息的改变可致肿箱。因此导致突变的条件因素均被认为是可疑的致缠因素。目前已被采用的八m©s试验是以细菌作为诱 变对家，以待测的化学因子作为诱变剂，将待测的化学物质作用于鼠伤寒沙门氏杆菌的组氨酸营养缺陷型细菌后，将此菌接种于无组氨酸的培 养基中。如果该化学物质有促变作用，则有少数细菌可回复突变而获得在无组氨酸培养基上生长的能力。这种以该菌株的回复突变作为检测致 癌因子指标的方法比较简便，可供参考。 六，在遗传工程方面的应用 三、接合 两个通过直接接触，在暂时的沟通中进行基因转移的过程为接合。这一过程不是在所有细菌之间均可发生。只有那些具有F因子或类似F因 子传递装置的细菌才能接合。接合中，有F因子的细菌相当于雌性菌。因此接合看作是细菌的有性生殖过程，又称为细菌杂交。 细菌的接合最早在大肠杆菌中发现，以后在其他菌中也观察到，主要见于革兰氏阴性菌。在电镜下可观察到细菌间借伸长的性菌毛进行接 合。细菌能在接合中作为基因传递供体取决于致育因子（Fertility factor）又称F因子。这是最早发现的一种质粒。F因子编码在细菌表面产生 性菌毛。F因子的特性为可以促进供体菌向受体菌传递色体DNA或质粒。F因子决定编码的性菌毛可在供体与受体菌间形成交通通连接结构，从 而可使两个杂交细菌间形成胞浆内连接桥。F因子可以游离存大于胞浆内，也可与细菌染色体整合。如果F因子游离存在于胞浆内，接合时仅F 因子DNA可通过胞浆的连接桥进入受体菌。然而F因子转移的特点为，从一个起始点开始，仅有一条DNA链进入受体菌，以后供体、受体菌分 别以一条DNA链为模板，以滚环式复制另一条互补链，形成完整的双链F因子。这一特性使F因子与其他能通过接合传递的细菌质粒一样，在细 菌群体中传播，类似引起传染，即原来的F+菌仍为F+，而F-受体菌可变成F-菌。 除F因子外，发现耐质粒R因子中有些亦可通过接合而传递，另一些则不能传递。R因子是1959年由日本学者所发现。他们对一批应用常用 抗生素治疗无效的痢疾患者粪便中分离到的痢疾杆菌进行分析，发现细菌中有一种能同时耐几种抗生素的基因。这种基因存在于细胞浆中，可 通过类似F因子的方式在细菌间传递。以后发现这类质粒中可通过接合转移者除有决定耐药性的r区段DNA外，还有传递区段(RTF,Resistance trarnsfer factor)。RTF决定性菌毛的形成，通过接合而传递。如果只有r区段而无RTF区段则不能过接合传递。必须经传递性质粒带动、噬菌体 转导或以转化方式转入受体菌。 R因子决定细菌耐药性的问题是临床治疗中的大问题。R因子决定耐药性的机制，现已了解者为：1.质粒基因可编码产生各种纯化酶,如金黄 色葡萄球菌耐药性质粒编码青霉素酶,耐氨苄青霉素的肠道杆菌质粒中编码能使β内酰胺环水解的酶。2.R因子通过控制一些细菌细胞膜的通透 性,使四环素不能进入菌体。3.R因子通过阻止抗生素与细菌细胞内的作用部位(靶)结合,使细菌耐药。如红霉素通过与细菌核蛋白体结合而阻止 蛋白质合成。R因子编码甲基酶,通过使核蛋白体上某些分子的甲基化,使结霉素不能与之结合而失去作用。由于R因子可通过接合的种、属不同 的细菌间转移，因此有些痢疾杆菌即使未与药物接触过，但可自耐药的大肠杆菌获得R因子而耐药。目前有学者主张应及时了解医院内细菌的R 因子质粒耐药图谱，轮流选用抗生素以达到较好的治疗效果。 除 了 上 述 各 种 基 因 转 移 的 方 式 外 ， 还 发 现 了 一 类 能 在 质 粒 之 间 或 质 粒 与 染 色 体 之 间 自 行 转 移 位 置 的 核 苷 酸 序 列 ， 称 为 转 座 因 子 （Trnasposible elements）。其中最简单者仅有1，000个碱基对。只具有编码转移决定子的基因，称为插入顺序。还有一些分子量较大者为转 座子。一般转座的DNA链末端有互补及倒置重复序列，从而一条单链即可自己形成环状结构。转座子插入细菌染色体后，因在插入部位影响了 细菌染色体DNA的正常结构，可致细菌失去某些功能。如耐药基因。产生细菌霉素或某些酶的基因等。转座子携带的这些基因在即使与受体菌 无核酸同源性的情况下仍可传递转移。因此转座子与质粒一样在构成致病性、耐药性菌中占有重要地位。 第五节 变异在医学中的实际应用 细菌变异的理论知识与技术在医学微生物学、临床医学及预防医学等方面已被广泛应用。近几十多年来，由分子遗传学发展起来的遗传工 程更为人类控制遗传特征，改造现有生物品系，生产新的生物制品开辟了前景。 一、在细菌分类上的应用 过去依靠细菌的形态、生化反应、抗原特异性、以及噬菌体分型等进行了细菌的分类。这些方法至今仍有实用价值。此外，还开展了细菌 DNA分子中的G+C分类：即不同种的细菌基因型的差别程度可用细菌DNA分子中所含的鸟嘌呤和胞嘧啶在四种碱基意量中所占的成分比所反 映。亲缘关系密切，细菌DNA中G+C的含量（Mol%）相同或很接近；关系远者则G+C量相差较大。除作G+C量测定外，还可以采用DNA分子 杂交技术来比较两种细菌的DNA链核苷酸序列间有无同源性。如果为同一种细菌则同源性杂交率可为100%。因此，根据细菌基因组的相对稳 定性，可鉴定出细菌间的相互关系。 二、在诊断中的应用 在实验诊断工作中，常遇到一些变异菌株、其形态、毒力、生化反应或抗原性都不典型，给细菌鉴定带来困难。如在有些使用抗生素的患 者体内可分离到L型细菌。从而必须了解L型细菌培养的特点以及如何使其返祖而恢复其典型形态与菌落，作出正确的诊断。 三、在预防中的应用 减毒活疫苗有较好的预防效果。减毒活菌苗可以从自然界分离获得，也可用人工方法选择改变毒力的变异株。目前应用的减毒活菌苗如卡 介苗是十分成功的例子，此外还获得了预防鼠疫和布氏菌的活菌苗。 四、在治疗中的应用 抗生素的生产中常用紫外线照射以促突变，从而获得产生抗生素量高的菌种。耐药性菌株的出现是临床上存在的大问题。通过了解产生耐 药性的原理，可采取有针对性的措施。临床上强调对细菌做抗生素敏感试验，从而选用敏感药物有效地治疗，可避免在使用抗生素中提供选择 耐药性突变株的条件。 五、检查致癌物质的作用 正常细胞发生遗传信息的改变可致肿瘤。因此导致突变的条件因素均被认为是可疑的致癌因素。目前已被采用的Ames试验是以细菌作为诱 变对象，以待测的化学因子作为诱变剂，将待测的化学物质作用于鼠伤寒沙门氏杆菌的组氨酸营养缺陷型细菌后，将此菌接种于无组氨酸的培 养基中。如果该化学物质有促变作用，则有少数细菌可回复突变而获得在无组氨酸培养基上生长的能力。这种以该菌株的回复突变作为检测致 癌因子指标的方法比较简便，可供参考。 六、在遗传工程方面的应用