细菌的突变

生物体表型突然发生可遗传的变化，称为突变。突变包括两类：
❶基因突变： 亦称点突变，是基因内部结构发生微细变化，如DNA分子上排列的碱基对的变化。有碱基置换和错码两种类型。
❷染色体畸变： 是指染色体的一大段发生了变化，有易位、倒位、重复或缺失等数种。在细菌中，这些变化常是致死性的，以基因突变较常见。按其发生原因，分自发突变和诱发突变两类。
细菌的自发突变 自发突变系指在无人为的外界条件下自然发生的突变。实则这种突变并非真正不存在引起突变的原因，只是目前对其尚未很好了解。自发突变有形态突变型(细菌的芽胞、鞭毛、荚膜、菌落S-R、色素等突变); 条件致死性突变型（活疫苗株中的温度敏感突变型等）；营养缺陷突变型（生化突变型的一种）; 抗性突变型(耐药性、抗噬菌体突变型等); 其他有毒力、抗原性、糖发酵、代谢产物、依药性、致死突变型等。这种分类，仅为研究分析的方便，它们相互间是有联系的。例如肺炎球菌突变失去荚膜后，就不能合成荚膜型特异性多糖抗原，菌落从S变为R; 抗吞噬力丧失后，对小鼠的致病力也同时失去等。细菌自发突变率随生物性状不同有一定的幅度，例如菌落形态为10^-2～10^-10，色素为10^-～10^-7，生化发酵为10^-5～10^-7。一般是10^-6～10^-9。不同菌细胞或同一菌细胞内各基因的突变发生彼此独立，如巨大芽胞杆菌的耐异烟肼和耐对氨基水杨酸突变率分别为5×10^-5和1×10^-6，按计算一个菌细胞同时发生上述两药的突变率应为5×10^-5～1×10^-6＝5×10^-11，与实际测得数据4×10^-10相近。这为在临床治疗中，同时使用两种或两种以上无交叉耐性的药物，可大大减少耐药株的出现提供了理论根据。自发突变是稳定的，其突变性状能稳定地传代。但极少数突变细胞的突变基因，有时可发生回复突变，使菌细胞重复呈现原已丧失的性状。自发突变的机理尚不清楚。概言之，它是在 “正常” 条件下即不加任何诱变剂所发生的变异。实则所谓“正常”条件也不完全相同，如所用的培养基、温度、酸碱度等均有一个变化范围。因此，自发突变和诱发突变间可能不存有质的差别，仅是量的不同。例如宇宙空间的各种短波辐射、自然界中普遍存在的低浓度诱变剂，以及细菌本身代谢活动中产生的H₂O₂等，可归之于多因素低剂量的诱变效应。又DNA分子中四种碱基可发生构型互变。如在偶然情况下，T以稀有的烯醇式或C以稀有的亚氨基式出现，则DNA复制此位置时，可因这种构型互变造成碱基误配，成为发生相应自发突变的原因。
细菌的诱发突变 诱发突变是在某些理化因素 （诱变剂）作用下引起的变异，其突变率常比自发突变者高10～100,000倍，平均是1,000倍。诱变剂的种类很多。常用的物理因素有x线、γ线、α线和β线、快中子和紫外线等。化学因素包括各种化学物质，从无机到有机化合物，如一些金属离子、化学试剂、抗生素、化学药物、农药和高分子化合物等。几种常用诱变剂的诱变功能见表。

几种常用诱变剂的诱变功能表