微生物的遗传与变异

【内容提要】

本章介绍微生物的遗传与变异特性。微生物与任何其他生物一样具有遗传与变异特性，其遗传物质也是DNA和RNA，具有一样的分子结构与功能，但微生物的遗传物质较其他生物的遗传物质具有更高的多样性。不仅原核微生物和真核微生物的细胞染色体，染色体外的质粒，而且真核微生物细胞器中的DNA，病毒的DNA脱氧核酸，RNA病毒的RNA核酸，和无核酸的朊蛋白等都携带有遗传信息。本章中比较了三域微生物遗传物质的特性及其差异。微生物DNA同样以半保留方式复制，以生物遗传表达的“中心法则”，即以DNA作模板转录为RNA，再由RNA翻译为蛋白质，并在酶量和酶活性两个层次上进行遗传表达的调控。微生物可发生变异，这些变异是由于微生物的基因发生变异所引起的，基因发生突变的类型及其诱发因素是多样的。同样，微生物具有对DNA损伤进行多种方式修复的能力。人们可以利用这种微生物基因的突变进行定向的筛选育种。细菌可通过结合、转导、转化等方式，真核微生物可通过有性杂交、丝状真菌的准性生殖和酵母的2μm质粒进行基因重组。

微生物与其他任何生物一样具有遗传性（inheritance）和变异性（variation）。遗传性是指生物的亲代传递给其子代一套遗传信息的特性。生物体所携带的全部基因的总称即遗传型（genotype）。具有一定遗传型的个体，在特定的外界环境中，通过生长和发育所表现出的种种形态和生理特征的总和即为表型（phenotype）。相同遗传型的生物，在不同的外界条件下，会呈现不同的表型，称为饰度（modification）。但这不是真正的变异，因为在这种个体中，其遗传物质结构并未发生变化。只有遗传性的改变，即生物体遗传物质结构上发生的变化，才称为变异。在群体中，自然发生变异的几率极低，但一旦发生后，即是稳定的和可遗传的。