Horizontal Gene Transfer pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Gogarten, Maria Boekels (EDT)/ Gogarten Johann Peter (EDT)/ Olendzenski, Lorraine (EDT)

出品人:

页数:551

译者:

出版时间:

价格:996.00 元

装帧:

isbn号码:9781603278522

丛书系列:

图书标签:

• 基因转移
• 水平基因转移
• 细菌遗传学
• 分子生物学
• 进化生物学
• 基因组学
• 遗传学
• 生物技术
• 微生物学
• 基因工程

基因的流动与演化：微生物世界的横向基因转移 (Horizontal Gene Transfer) 导言：生命之树的枝杈交错 在生命演化的宏大叙事中，我们通常习惯于“垂直遗传”的线性模型——基因从亲代传递给子代，如同家族谱系一样清晰分明。然而，生命世界的真实图景远比这复杂和动态。在微生物的王国中，存在着一种截然不同的基因传递方式，它如同河流般跨越物种的界限，将全新的功能与适应性直接嵌入受体的基因组中。这就是横向基因转移（Horizontal Gene Transfer, HGT）。 本书旨在深入探讨这一自然界中最具革命性和颠覆性的进化驱动力。我们将把读者的目光引向细菌、古菌，乃至真核生物的细胞边缘，揭示基因如何在它们之间自由迁徙、重组和整合，从而重塑生物体的命运。我们不会仅仅停留在对现象的描述上，而是要深入剖析其背后的分子机制、生态学意义及其对全球生物圈的深远影响。 --- 第一部分：机制的解剖——基因如何跨越物种的鸿沟 横向基因转移并非一个单一事件，而是一个由多种精确调控的分子过程构成的复杂工具箱。本部分将对HGT的三大经典路径进行细致入微的考察。 第一章：接纳与吸收——转化（Transformation） 转化是微生物获取周围环境中“裸露”DNA片段的能力。这一过程看似简单，实则依赖于精密的生理调控。我们将探究哪些物种表现出“可转化态”（competence），细胞膜上如何形成临时的转运通道。对于链球菌属（Streptococcus）等典型模式生物，我们会详细解析其群体感应（Quorum Sensing）如何触发转化基因的表达，使其在特定密度下启动“基因抢夺”。此外，我们会讨论双链DNA进入细胞后如何与宿主基因组进行同源重组，实现稳定整合，并追溯这种机制在肺炎链球菌（S. pneumoniae）中抗生素耐药性基因传播中的核心作用。 第二章：载体的媒介——接合（Conjugation） 接合被誉为“细菌的性行为”，是一种需要细胞直接接触的、高效的基因转移方式。本书将重点阐述F因子（Fertility Factor）或R因子（Resistance Factor）所携带的接合基因簇（tra genes）。我们将解析F因子如何构建性菌毛（Sex Pilus），建立细胞间的桥梁。随后，我们将详细描绘DNA的单链复制与转移过程（Rolling Circle Replication and Transfer）。不同类型的接合系统（如F+与Hfr菌株的交配）如何导致不同程度的基因组整合，以及转座子（Transposons）和整合子（Integrons）如何搭乘这些接合桥梁，成为耐药性“超级载体”的推手。 第三章：病毒的伪装——转导（Transduction） 噬菌体（Bacteriophages）——感染细菌的病毒——是自然界中最活跃的基因载体。转导可以分为“普遍性转导”和“特殊性转导”。在普遍性转导中，我们将解析错误打包（Mistaken Packaging）的分子事件：噬菌体在复制过程中，错误地将宿主DNA片段封装进新的病毒衣壳内，随后将这些片段传递给下一个被感染的细菌。特殊性转导则涉及噬菌体基因组与宿主染色体的精确整合与切除，我们以λ噬菌体（Lambda Phage）为例，展示其如何精确地携带或遗失相邻的宿主基因。通过这些分析，我们可以理解转导在细菌群落内实现快速、定向基因扩散的强大能力。 --- 第二部分：演化的驱动力——HGT带来的适应性优势 横向基因转移不仅仅是一种机械的DNA移动，它是微生物界实现快速适应的“捷径”。本部分将探讨这些新获取的基因片段如何改变受体的表型和生态地位。 第四章：抵抗的扩散——抗生素耐药性危机 抗生素耐药性是当代医学面临的最大威胁之一，而HGT是其扩散的根本原因。我们将全面分析耐药基因（Resistance Genes），如$eta$-内酰胺酶基因（$eta$-Lactamase）和氨基糖苷抗性基因，是如何通过质粒、转座子和整合子在不同细菌属间迅速扩散的。我们将构建案例模型，追踪特定耐药基因从环境菌株到致病菌株的HGT路径，强调其对全球公共卫生的紧迫性。 第五章：新食谱的开启——代谢与营养适应 HGT使得微生物能够即时获取新的代谢能力，以应对环境的剧变。我们将聚焦于次级代谢产物（Secondary Metabolites）和降解酶基因簇的转移。例如，某些细菌如何通过HGT获得降解持久性有机污染物（如多环芳烃或农药）的能力。通过分析特定的基因岛（Genomic Islands），我们将展示微生物如何通过一次HGT事件，实现从“食腐者”到“化能自养者”的巨大生态位转变。 第六章：毒性的塑造——致病性基因的转移 在致病菌的进化史上，HGT扮演了“毒力增强剂”的角色。我们将详细审视致病性岛（Pathogenicity Islands, PIs）的结构和功能。这些岛屿通常包含分泌系统（如III型、IV型分泌系统）、毒素基因、黏附因子等。通过比较沙门氏菌（Salmonella）和大肠杆菌（E. coli）中不同PIs的起源和内容，我们可以清晰地看到HGT如何将一个无害的共生菌转变为具有高度侵袭性的病原体。 --- 第三部分：跨界的挑战——真核生物中的HGT 虽然HGT在细菌中最为普遍，但其影响远未局限于原核生物。本部分将探讨基因流动如何影响真核生物，以及我们自身与微生物世界的“秘密契约”。 第七章：线粒体与叶绿体的遗产 真核生物的细胞器——线粒体和叶绿体——的起源本身就是一次古老的内共生事件。我们将回顾这些事件如何形成稳定的基因组整合，并探讨在后续进化过程中，是否存在HGT将细胞器基因转移到宿主细胞核内的现象，以及这些转移对细胞功能稳态的影响。 第八章：动物的“微生物基因库” 近年来，研究表明，跨越微生物与多细胞生物之间的HGT事件也并非罕见。我们将呈现近年来最令人震惊的发现，例如某些昆虫（如扁虱或蛾子）获得了来源于细菌的聚酮合成酶（PKS）基因，使其能够合成新的化合物，用于防御或化学信号传递。此外，我们将讨论那些被认为起源于微生物的唾液蛋白或消化酶，它们如何被整合到动物基因组中，从而改变了宿主与微生物群落之间的相互作用模式。 --- 结论：理解动态的生命网络 横向基因转移颠覆了传统的演化线性观，揭示了一个高度互联的、基因不断重组的生命网络。理解HGT的机制和后果，不仅是理解微生物适应性进化和抗性传播的关键，更是理解整个生物圈，包括人类健康在内，动态演化的基础。本书的最终目的，是为读者提供一个坚实的理论框架，用以解析生命演化中这一无处不在、且至关重要的“非传统”基因流动现象。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆