细菌的遗传与变异

❖ The coding strand (Sense strand) of DNA has the same sequence as the mRNA and is related by the genetic code to the protein sequence that it represents.
❖ The antisense strand (Template strand) of DNA is complementary to the sense strand, and is the one that acts as the template for synthesis of mRNA.
2.1 mRNA
质粒DNA的特征
➢ 质粒具有自我复制的能力。 ➢ 质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌
某些性状特征。 ➢ 质粒可自行丢失与消除。 ➢ 质粒的转移性。 ➢ 质粒可分为相容性与不相容性两种。
•遗传性变异（基因型变异）
•非遗传性变异（表型变异）
基因改变 遗传 可逆性 外界环境 变异幅度
遗传性变异 + + -
个别细胞
非遗传性变异 + +
群体
第一节 细菌的遗传物质
一.染色体（chromosome）
由两条环状双螺旋DNA长链组成， 是遗传的主要物质基础。含细菌的遗 传基因，控制细菌的遗传与变异。
❖ A primary transcript is the original unmodified RNA product corresponding to a transcription unit.
• 原核细胞转录形成mRNA分子一般不需加工。 合成后便作为模板参与蛋白质合成，tRNA 与rRNA则需要转录后的加工。rRNA可以在 核酸酶的作用下，剪切成三种RNA，即 5SrRNA，16SrRNA，23SrRNA.原核生物RNA 基因高度保守，被广泛的应用于细菌的鉴 定。
细菌的遗传与变异
▪ 遗传(heredity)：使细菌的性状保持相对稳定，
且代代相传，使其菌种得以保存。
▪ 变异(variation)：在一定条件下，子代与亲代之
间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异。
遗传与变异是所有生物的共同特征，使生物 物种得到沿续与进化。微生物遗传学研究是生命 科学研究进展的一个热点。
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Promoter
ORF1
ORF2 ORF3
ORF4 Terminator
TheprimaryRNAtranscript
mRNA, tRNA, rRNA
❖ A terminator is a sequence of DNA that causes RNA polymerase to terminate transcr源自文库ption.
细菌的变异
遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变， 故又称 基因型变异。常发生于个别的细菌，不受
环境因素的影响，变异发生后是不可逆的，产生 的新性状可稳定地遗传给后代。
非遗传性变异：细菌在一定的环境条件影响下 产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异。
易受到环境因素的影响，凡在此环境因素作用下 的所有细菌都出现变异，而且当环境中的影响因 素去除后，变异的性状又可复原，表型变异不能 遗传。
二.质粒（plasmid）
细菌染色体外的遗传物质，编码细 菌多种重要的生物学性状。
• （一）染色体（chromosome）
• 一条环状双螺旋DNA长链，按一定构型反 复回旋形成松散的网状结构；
• 缺乏组蛋白，无核膜包裹； • 约含有4000个基因；基因编码效率高； • 基因是连续的，没有内含子，转录后不需
tRNA和mRNA的行进路线
蛋白质合成的三个阶段简介
Initiation 30S subunit on mRNA binding site is joined by 50S subunit and aminoacyl-tRNA binds
Eplroontegiantibo5yn.2tRr.ai3bno蛋ssfoe白rmfer质omm合ovpee成spta的idloyn三l-gtR个mNRA阶NtAo段，aem简xitne介onadcinygl-tRNA
Termination Polypeptide chain is released from tRNA, and ribosome dissociates from mRNA
（二） 质粒
❖ 质粒(plasmid)： 是细菌染色体以外 的遗传物质，是环 状闭合的双链 DNA。
第二节 细菌的遗传与变异
三．遗传信息的 翻译 ➢ 翻译(translation)——是以mRNA
为模板合成蛋白质的过程，RNA通过 翻译将分子中的核苷酸序列转变成蛋 白质中的氨基酸序列，最后表达微生 物的性状。
➢ 遗传密码 (genetic code)——RNA上的 碱基序列称为遗传密码。
IF2---fMet---tRNAf结合上来
Transcriptional unit
A transcription unit is the distance between sites of initiation and termination by RNA polymerase; may include more than one gene.
➢ 结构基因(structural gene)：编码结构蛋白质 ➢ 非结构基因(NS gene)：编码功能蛋白质
➢ 基因转录(transcription of gene)：遗传信息从DNA 流向RNA的过程。
➢ 转录是不连续的、分区段进行的（不对称转录）。每一 转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子。操纵子包 括若干个结构基因及其上游的调控序列。
剪接加工。
• 只有一个复制启始位点。双向复制，全过 程约20min。
结构——两条互相平行而方向相反的多核苷酸链 功能——储存、复制和传递遗传信息 复制——半保留复制 特点——复制中易发生错误—基因突变
细菌DNA复制
遗传的中心法则（Central dogma)
二、细菌的转录
➢ 基因 (gene)：核酸是遗传信息的携带者，将编码产生 特定蛋白质的DNA／RNA序列称为基因。