质粒的基本知识

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质粒 名词解释

质粒 名词解释

质粒名词解释
质粒是一种极微小的遗传物质,位于遗传物质DNA与RNA之间,可以由一种细胞传递给另一种细胞。

这是一种特殊的遗传学结构,以及生物体的基本单位。

它以其独特的构造能够影响到一个生物的基因组,并影响它的生物学特征。

它也具有环境响应能力,可以影响一个生物体对环境变化的反应。

质粒可以在DNA、RNA或单个多肽链中找到,其中包括载体质粒和信使质粒。

它们在原核生物和真核生物中都有,但真核生物中的质粒比原核生物中的质粒要多得多,而且也更为复杂。

载体质粒是一种有机体内的遗传物质,可以为蛋白质以及多肽结合到DNA上。

信使质粒就是一些能够传达信息的载体,可以把信息从一个细胞传递到另一个细胞。

质粒就像一个生物体的编辑器,可以把特定的信息携带到一个细胞的任何地方,它可以将基因的表达模式改变,从而影响生物体的发育过程。

此外,它也可以改变基因的活性度,产生遗传多样性。

这也意味着质粒对于调节和表达基因来说至关重要。

再者,质粒也可以调节细胞分裂和一些其他生物学过程,它可以影响到一类细胞在另一类细胞中的表现。

在正常情况下,质粒可以相互作用,使得细胞能够根据外部环境因素做出反应。

然而,当发生突变时,质粒可能失去这种能力,使得细胞无法对外界的刺激做出正确的反应,导致遗传病或其他一些疾病发生。

因此,质粒被用来研究和治疗一些遗传病,以及阐明
一些疾病发生的原因。

总之,质粒是一种极其重要的遗传物质,可以调节基因的活性度,并影响一个生物体的发育和环境的响应。

它们突变时可能导致遗传病的发生,因此现在被大量研究,以便建立起有效的治疗方案。

质粒的概念及主要特性

质粒的概念及主要特性

质粒的概念及主要特性质粒的概念及主要特性质粒(Plasmid)是一类存在于细菌、酵母和其他真核生物的细胞中的独立自主的环状DNA分子。

相较于基因组DNA,质粒通常具有较小的大小(通常在1-300 kb之间)和较低的复制数(通常在1-100个)。

质粒起初被认为是存在于细菌细胞中的附属小分子,但随着对质粒的研究深入,科学家们发现,质粒在细菌及其他生物体中具有广泛的功能和重要的生物学作用。

质粒可以被视为细胞的一种可重复、可传递的遗传因子,它们能够在细菌细胞内自由复制和传递,同时还能携带一些额外的性状和功能基因。

质粒的主要特性包括:1. 自主复制:质粒具备自主复制的能力,不同于细菌基因组需要借助细胞分裂来复制,质粒能够独立地复制自己的DNA。

这意味着质粒不仅可以在细菌细胞中复制,还可以通过水平基因转移的方式传递到其他细菌细胞中,从而使同种质粒存在于多个细菌细胞中。

2. 多拷贝数:质粒通常具有多拷贝数(Copy Number,CN),即一个细菌细胞中可以存在多个拷贝的质粒。

拷贝数的高低对质粒的活性和功能有重要影响,例如高拷贝数的质粒可以更快速地复制自己的DNA,并且更容易在细菌群体中传递。

3. 载体功能:质粒可作为载体(Vector)用于构建基因工程实验中。

质粒具有多个克隆位点(Cloning Site),也称为限制性内切酶位点或多克隆位点,可以用来插入外源基因。

质粒还可以携带一些额外的功能基因,如抗生素抗性基因,使转化细胞可以在含有特定抗生素的培养基中生长,并且能够通过对抗生素的筛选来区分转化与未转化的细胞。

4. 携带额外的性状:质粒不仅可以携带外源基因,还可以携带一些原生基因和调控元件。

这些额外的性状可以包括产生某种特定酶的能力、胁迫适应的功能、生物合成途径等。

这使得质粒在细菌中起到适应环境的作用,增强了细菌对不同环境中的适应性。

5. 水平基因转移:质粒通过水平基因转移的方式,在细菌种群中进行自由传递。

质粒的基本知识

质粒的基本知识

质粒 质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位,包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的脱氧核糖核酸(DNA)分子。

现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中染色体以外的DNA分子。

在基因工程中质粒常被用做基因的载体。

目前,已发现有质粒的细菌有几百种,已知的绝大多数的细菌质粒都是闭合环状DNA 分子(简称cccDNA)。

细菌质粒的相对分子质量一般较小,约为细菌染色体的0.5%~3%。

根据相对分子质量的大小,大致上可以把质粒分成大小两类:较大一类的相对分子质量是40×106以上,较小一类的相对分子质量是10×106以下(少数质粒的相对分子质量介于两者之间)。

每个细胞中的质粒数主要决定于质粒本身的复制特性。

按照复制性质,可以把质粒分为两类:一类是严紧型质粒,当细胞染色体复制一次时,质粒也复制一次,每个细胞内只有1~2个质粒;另一类是松弛型质粒,当染色体复制停止后仍然能继续复制,每一个细胞内一般有20个左右质粒。

一般分子量较大的质粒属严紧型。

分子量较小的质粒属松弛型。

质粒的复制有时和它们的宿主细胞有关,某些质粒在大肠杆菌内的复制属严紧型,而在变形杆菌内则属松弛型。

在基因工程中,常用人工构建的质粒作为载体。

人工构建的质粒可以集多种有用的特征于一体,如含多种单一酶切位点、抗生素耐药性等。

常用的人工质粒运载体有pBR322、pSC101。

pBR322含有抗四环素基因(Tcr)和抗氨苄青霉素基因(Apr),并含有5种内切酶的单一切点。

如果将DNA片段插入EcoRI切点,不会影响两个抗生素基因的表达。

但是如果将DNA片段插入到Hind III、Bam H I 或Sal I切点,就会使抗四环素基因失活。

这时,含有DNA插入片段的pBR322将使宿主细菌抗氨苄青霉素,但对四环素敏感。

没有DNA插入片段的pBR322会使宿主细菌既抗氨苄青霉素又抗四环素,而没有pBR322质粒的细菌将对氨苄青霉素和四环素都敏感。

医学知识之质粒

医学知识之质粒

质粒1.质粒并非细菌生存所必不可少的遗传物质。

细菌如失去染色体,则不能生存;然而细菌失去质粒后仍能生存。

这是由于染色体DNA携带的基因所编码的产物,在细菌新陈代谢中是生存所必须者;而质粒携带的基因所编码的产物并非细菌的生存所必须者。

因此质粒可以在细菌间传递与丢失。

2.质粒的传递(转移)是细菌遗传物质转移的一个重要方式。

有些质粒本身即具有转移装置,如耐药性质粒(R质粒);而有些质粒本身无转移装置,需要通过媒介(如噬菌体)转移或随有转移装置的质粒一起转移。

获得质粒的细菌可随之而获得一些生物学特性,如耐药性或产生细菌素的能力等。

3.质粒可自行失去或经人工处理而消失。

在细菌培养传代过程中,有些质粒可自行从宿主细菌中失去。

这种丢失不像染色体突变发生率很低,而是较易发生。

用紫外线、吖啶类染料及其他可以作用于DNA的物理、化学因子处理后,可以使一部分质粒消失,称为消除。

目前学者们感兴趣的是如何通过人工处理消除耐药质粒或与致病性有关的质粒。

4.质粒可以独立复制。

质粒为DNA,有复制的能力,质粒的复制可不依赖于染色体,而在细菌胞浆内进行。

这一特性在基因工程中需扩增质粒时很有用处,因可使细菌停止繁殖而质粒仍可继续复制,从而可获得大量的质粒。

5.可有几种质粒同时共存在于一个细菌内。

因质粒可独立复制,又能转移入细菌和自然失去,因此就有机会出现几种质粒的共存。

但是并非任何质粒均可共存,因发现在有些情况下,两种以上的质粒能稳定地共存于一个菌体内,而有些质粒则不能共存。

【注意事项】大家在用药的时候,药物说明书里面有三种标识,一般要注意一下:1.第一种就是禁用,就是绝对禁止使用。

2.第二种就是慎用,就是药物可以使用,但是要密切关注患者口服药以后的情况,一旦有不良反应发生,需要马上停止使用。

3.第三种就是忌用,就是说明药物在此类人群中有明确的不良反应,应该是由医生根据病情给出用药建议。

如果一定需要这种药物,就可以联合其他的能减轻不良反应的药物一起服用。

生物dna质粒知识点总结

生物dna质粒知识点总结

生物dna质粒知识点总结一、DNA质粒的结构1.1、线粒体的起源DNA质粒通常是一个环状的DNA分子,其大小可以从几千到数百万个碱基对不等。

DNA 质粒通常包含一些重要的结构元件,例如:起始位点、选择位点和复制位点等。

这些结构元件可以使DNA质粒在细胞中进行复制和表达。

1.2、质粒的起源许多细菌细胞中都存在DNA质粒,并且通常携带一些与细菌生长和代谢有关的基因。

这些质粒可以在细菌细胞中相互传递,并影响细菌的生长和代谢。

此外,一些DNA质粒还可以携带外源基因,并在细菌中进行表达,因此DNA质粒被广泛用于生物工程领域。

1.3、质粒的复制DNA质粒通常通过自我复制来维持其在细菌中的存在。

它们通常包含一些重要的复制位点,能够使质粒在细胞分裂时复制出多个副本。

此外,一些质粒还可以通过水平基因转移的方式在细菌中进行传递,这使得质粒可以在细菌群体中传播和扩散。

1.4、质粒的结构多样性DNA质粒的结构和大小可以在不同的细菌中有很大的差异。

例如,一些质粒可能只含有数千个碱基对,而另一些质粒则可能含有数百万个碱基对。

此外,一些质粒还可能具有一些额外的功能元件,例如:抗生素抗性基因、表达调控元件等。

二、DNA质粒的功能2.1、DNA质粒的传递DNA质粒通常在细菌群体中通过水平基因转移的方式进行传递。

这种转移通常是通过细胞间的接触或质粒粒子的释放来进行的,因而使细菌中不同质粒的基因得以互相交流。

这种质粒间基因的传递是细菌在适应环境变化和抗药性方面的一个重要途径。

2.2、DNA质粒的表达DNA质粒中的基因可以在细菌中进行表达,从而影响细菌的生长和代谢。

一些质粒中携带的基因可以使细菌对特定的抗生素具有抗性,这样就允许细菌在含有相应抗生素的环境中生存。

此外,一些质粒中还可含有能够影响细菌代谢途径的基因,从而使得细菌在特定环境中能够更加有效地生长。

2.3、DNA质粒的存储和维持DNA质粒通常会在细菌中进行自我复制,并通过细胞间的传递来维持其在细菌群体中的存在。

质粒的名词解释

质粒的名词解释

质粒的名词解释质粒是指存在于细胞质中、具有自主复制功能的循环DNA分子。

它是细菌、古菌和真核生物等微生物细胞内常见的一种非染色体的DNA组分,质粒的大小通常介于1到100 kb之间。

质粒可以存在于细菌的细胞质中,而不融合到细菌染色体上,因此可以独立复制和传递给新一代细菌。

质粒中的DNA序列通常包含有多个基因、调控元件和复制起始位点等,它们可以通过基因表达和复制的相互作用来影响宿主细菌的生理过程。

质粒的命名通常根据其来源和特征命名,例如,根据来源可以分为细菌质粒、古菌质粒和真核质粒等;根据带有的功能基因可以分为抗生素抗性质粒、代谢质粒和毒力质粒等;根据复制方式可以分为一等质粒和二等质粒等。

质粒的分离和提纯通常通过DNA提取和纯化技术来实现。

它们可以作为研究生物学、基因工程和医学等领域的工具,用于克隆、表达和传递外源基因。

质粒还被广泛应用于构建遗传工程菌株,生产重组蛋白和制备基因库等。

质粒在细菌界的分布非常广泛,不同种类的细菌可以带有多个不同类型的质粒。

质粒的传递方式可以通过细胞内的分裂产生新细胞传递,也可以通过水平基因转移和病毒介导的转移等方式进行。

质粒在微生物界中的进化和多样性起着重要的作用。

通过质粒上的基因重组、插入和删除等遗传事件,可以导致质粒的形态、结构和功能的多样化。

这种多样性为细菌和其他微生物在不同环境和适应各种生活方式提供了适应性优势和遗传资源。

总之,质粒是微生物细胞中的一种非染色体循环DNA分子,具有自主复制功能。

它在细菌、古菌和真核生物等微生物细胞中广泛存在,并在基因表达、复制和传递等方面起着重要作用。

质粒是研究生物学和基因工程的重要工具,也是微生物多样性和进化的重要组成部分之一。

名词解释质粒

名词解释质粒

名词解释质粒质粒是细菌、酵母或其他生物体内一种存在的独立的小环状DNA分子。

质粒通常较小,其大小一般为1-200 kb(千碱基对)左右。

质粒是细菌、酵母等细胞外染色体的一部分,能够在细胞分裂的过程中被复制自身并传递给子细胞。

质粒具有自主复制的功能,能够独立地进行DNA复制。

通常,质粒含有一个特定的DNA序列,称为起始位点,该序列作为复制起始的位置。

在DNA复制开始时,一个复制起始蛋白会与起始位点结合,启动质粒DNA的复制。

同时,质粒还含有终止位点,用于停止复制过程。

由于质粒具有相对较小的大小和独立的复制系统,它们能够更快地复制和传递基因信息。

质粒广泛存在于许多细菌和酵母中,可以携带各种不同的功能基因。

其中一些质粒携带了抗生素抗性基因,使得细菌对抗生素的抵抗力增强。

这些抗生素抗性质粒可以通过水平基因转移的方式被传递给其他细菌,从而导致细菌变得耐药。

此外,质粒还可以携带其他诸如代谢途径、毒力因子、金属耐受性等功能基因。

这些质粒上的功能基因可以通过转移给接受者细胞,使得接受者细菌获得额外的功能。

质粒的传递方式可以通过共轭转移、转化或者噬菌体介导的转导等方式进行。

质粒在科学研究和应用中具有重要的作用。

在分子生物学实验中,科研人员常常使用质粒作为DNA载体,将感兴趣的基因克隆进入质粒中进行表达和研究。

质粒可以通过转化技术将外源基因导入宿主细胞中,从而实现对基因功能和调控机制的研究。

此外,质粒还被广泛应用于生物工程领域,如生产重组蛋白、改良植物和微生物等。

总之,质粒是一种重要的细胞组成部分,它具有自主复制的功能并能够携带不同的功能基因。

通过传递和表达这些基因,质粒在细菌、酵母等生物体内发挥着重要的生物学功能,对于基因工程、抗生素耐药性等领域的研究和应用具有重要的意义。

质粒

质粒
随机分配:是指在细胞分裂过程中质粒拷贝数在两个子细 胞之间是随机分配的。在一般情况下,通过随机分配质粒 也能够得到稳定的遗传,但在分裂中也会出现无质粒的子 细胞。
但在某些情况下,尤其是在 recA+ 的宿主细胞中, ColE1 常能彼此重组而形成多聚体(multimer),从而使单个细胞 内质粒的拷贝数减少,并增加产生无质粒细胞的可能性。 而ColEl质粒含有不依赖于recA的cer基因,负责多聚体的 解聚作用,使之重新转变为单体质粒以保证质粒在细胞 分裂时的稳定性。
sopB sopC
SopB SopA
质粒
细菌质粒DNA的分配模型图
复制
分配复合体 复制体 质粒分配
细胞分裂
寄主致死体系 F 质粒的寄主致死体系主要由其基因组中控制寄主致死 功 能 的 基 因 ccdA 和 ccdB 负 责 。 在 含 质 粒 的 细 胞 中 , CcdA 蛋白作为解毒剂专门与毒剂 CcdB 蛋白结合,并使 之失效。
质粒可根据其拷贝数分为严谨型质粒(Stringent plasmid)和 松弛型质粒(Relaxed plasmid)。 质粒在细胞内复制时受到控制而与染色体复制同步进行,被称 为严紧型质粒。其拷贝数也低,通常只有1-3个拷贝。如F质粒。
另一类质粒的复制与染色体复制不同步,称为松驰型质粒。通 常每个细胞含有10-100个拷贝,属于高拷贝质粒。如分子量小 的ColEl质粒。
八、以λ噬菌体DNA为基础的载体及其应用
九、广寄主范围质粒载体 通过双亲杂交和三亲杂交方法进行转移。 EcoR1
Tet Tet
pLAFR1 21.6kb
(pRK290+COS) oriT
COS
Cosmi.coli
根瘤菌7653R-1(Nod-) 根瘤菌7653R-1(pLAFR1基因) 紫云英植株幼苗R100
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质粒质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位,包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的脱氧核糖核酸(DNA)分子。

现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中染色体以外的DNA分子。

在基因工程中质粒常被用做基因的载体。

目前,已发现有质粒的细菌有几百种,已知的绝大多数的细菌质粒都是闭合环状DNA 分子(简称cccDNA)。

细菌质粒的相对分子质量一般较小,约为细菌染色体的0.5%~3%。

根据相对分子质量的大小,大致上可以把质粒分成大小两类:较大一类的相对分子质量是40×106以上,较小一类的相对分子质量是10×106以下(少数质粒的相对分子质量介于两者之间)。

每个细胞中的质粒数主要决定于质粒本身的复制特性。

按照复制性质,可以把质粒分为两类:一类是严紧型质粒,当细胞染色体复制一次时,质粒也复制一次,每个细胞内只有1~2个质粒;另一类是松弛型质粒,当染色体复制停止后仍然能继续复制,每一个细胞内一般有20个左右质粒。

一般分子量较大的质粒属严紧型。

分子量较小的质粒属松弛型。

质粒的复制有时和它们的宿主细胞有关,某些质粒在大肠杆菌内的复制属严紧型,而在变形杆菌内则属松弛型。

在基因工程中,常用人工构建的质粒作为载体。

人工构建的质粒可以集多种有用的特征于一体,如含多种单一酶切位点、抗生素耐药性等。

常用的人工质粒运载体有pBR322、pSC101。

pBR322含有抗四环素基因(Tcr)和抗氨苄青霉素基因(Apr),并含有5种内切酶的单一切点。

如果将DNA片段插入EcoRI切点,不会影响两个抗生素基因的表达。

但是如果将DNA片段插入到Hind III、Bam H I 或Sal I切点,就会使抗四环素基因失活。

这时,含有DNA插入片段的pBR322将使宿主细菌抗氨苄青霉素,但对四环素敏感。

没有DNA插入片段的pBR322会使宿主细菌既抗氨苄青霉素又抗四环素,而没有pBR322质粒的细菌将对氨苄青霉素和四环素都敏感。

pSC101与pBR322相似,只是没有抗氨苄青霉素基因和PstI切点。

质粒运载体的最大插入片段约为10 kb(kb表示为千碱基对)。

复制原点DNA复制起点,即DNA聚合酶结合位点标记基因一般是运载体上的一段特殊DNA序列,能表达特定形状便于检测运载体是否导入受体(如抗氨苄青霉素基因,绿色荧光基因)启动子转录起始位点,即RNA聚合酶结合位点终止子转录终止位点,也是特殊的DNA序列起始密码子(无启动密码子之说)mRNA上翻译起始的位置,通常为AUG,对应甲硫氨酸,少数细菌(属于原核生物)以GUG(缬氨酸)或UUG为起始密码,线粒体和叶绿体以AUG、AUU、AUA为起始密码子终止密码子翻译终止位置,不对应氨基酸,为UAA,UAG,UGA目的基因插入运载体,就是想要使其表达的那一段DNA序列,比如说想将人生长激素基因导入到小鼠体细胞中使其表达,那么人生长激素基因就是目的基因,经限制性内切酶切后与运载体相连(运载体新教材上为载体)1. 质粒转化具体操作步骤:将1ul 质粒DNA加入1.5ml的离心管;将感受态细菌(competent cells)从-70℃冰柜中取出,快速吸取50ul感受态细菌,加入含质粒DNA的1.5ml的离心管;轻轻地旋转以混匀内容物,在冰中放置30~60 min;42度热休克90s(该时间应该非常准确,用Timer记时),冰上放置5min;每管加500ul LB培养液,放37℃水浴1h;吸取200ul培养物至含相应抗生素的90mm LB平板上,涂布棒将培养液涂布均匀;倒置平皿,于37℃培养,12~16h后可出现菌落。

2. 质粒的抽提具体操作步骤:用前将RNase A管的液体全部加到SolutionⅠ(加好RNaseA的溶液I一般储存在4℃);将60ml的乙醇加到洗涤缓冲液瓶37℃培养16h的平板中挑取一个单菌落(直径2~3mm),接种到10ml LB培养液37℃剧烈振摇培养16 h;取4ml菌液到5ml 离心管,8000rpm室温离心3min;去上清,放于面巾纸上吸干痕液,加250 ul Solution Ⅰ(注意用前应该加RNase A管),于涡旋振荡器重悬细胞;加250 ul 37℃预热2-3min的Solution Ⅱ;加350 ul Solution Ⅲ,将5ml离心管置于拇指和食指间柔和地反复颠倒数次;将5ml离心管中的溶液倒入1.5ml 离心管中,室温孵育2-3min,12000rpm 4℃离心15 min;装配2ml 收集管(白色)和柱状收集管(蓝色)将上清倒入柱状收集管(蓝色)中;8000rpm室温离心3min;去掉收集管中的液体,加500ul Buffer HB 到柱状收集管中,10000rpm室温离心1min; 去掉柱状收集管中的液体,加750ul Wash Buffer(注意用前加乙醇),10000rpm室温离心1min;重复上述步骤一次;不加Wash Buffer将管子10000rpm室温离心1min;将柱状管放到一个消过毒的1.5ml 离心管中,加65ul灭菌水,室温放置2min,8000rpm 室温离心3min 洗提(洗脱)DNA。

3. 质粒电泳具体操作步骤(以倒20ml的胶为例):用50ml量筒量取20ml 1XTAE;用电子天平称量0.16g琼脂糖,并倒入20ml电泳缓冲液中;将称量纸覆盖在装有琼脂糖的电泳缓冲液的三角瓶中,放入微波炉中转1min30s,至肉眼看不到颗粒状琼脂为止;至室温待溶液冷却至60度左右,将三角瓶中溶液倒入制胶盒中,并加入上样梳子;至室温约30min胶凝固后,拔掉梳子并将凝胶安放到电泳槽内;向电泳槽加入电泳缓冲液,刚好没过凝胶约1mm;将样品中加入适量的10X上样缓冲液,该上样缓冲液的体积计算如下:如果样品体积是20ul加入2ul 10X上样缓冲液,如果是30ul,加入3ul 10X上样缓冲液;将样品加入上样槽中,打开电源,一般为120v,电泳约20-30min,关掉电源,在Dark Reader荧光透射仪观察结果。

质粒(Plasmid)质粒是真核细胞细胞核外或原核生物拟核区外能够进行自主复制的遗传单位,包括真核生物的细胞器(主要指线粒体和叶绿体)中和细菌细胞拟核区以外的环状脱氧核糖核酸(DNA)分子。

现在习惯上用来专指细菌(大肠杆菌)、酵母菌和放线菌等生物中细胞核或拟核中的DNA以外的DNA分子。

在基因工程中质粒常被用做基因的载体(Vector)。

许多细菌除了拟核中的DNA外,还有大量很小的环状DNA分子,这就是质粒(plasmid)(补充:部分质粒为RNA)。

质粒上常有抗生素的抗性基因,例如,四环素抗性基因或卡那霉素抗性基因等。

有些质粒称为附加体(episome),这类质粒能够整合进细菌的染色体,也能从整合位置上切离下来成为游离于染色体外的DNA分子。

目前,已发现有质粒的细菌有几百种,已知的绝大多数的细菌质粒都是闭合环状DNA 分子(简称cccDNA)。

细菌质粒的相对分子质量一般较小,约为细菌染色体的0.5%~3%。

根据相对分子质量的大小,大致上可以把质粒分成大小两类:较大一类的相对分子质量是40×106以上,较小一类的相对分子质量是10×106以下(少数质粒的相对分子质量介于两者之间)。

每个细胞中的质粒数主要决定于质粒本身的复制特性。

按照复制性质,可以把质粒分为两类:一类是严紧型质粒,当细胞染色体复制一次时,质粒也复制一次,每个细胞内只有1~2个质粒;另一类是松弛型质粒,当染色体复制停止后仍然能继续复制,每一个细胞内一般有20个左右质粒。

这些质粒的复制是在寄主细胞的松弛控制之下的,每个细胞中含有10-200份拷贝,如果用一定的药物处理抑制寄主蛋白质的合成还会使质粒拷贝数增至几千份。

如较早的质粒pBR322即属于松弛型质粒,要经过氯霉素处理才能达到更高拷贝数。

一般分子量较大的质粒属严紧型。

分子量较小的质粒属松弛型。

质粒的复制有时和它们的宿主细胞有关,某些质粒在大肠杆菌内的复制属严紧型,而在变形杆菌内则属松弛型。

在基因工程中,常用人工构建的质粒作为载体。

人工构建的质粒可以集多种有用的特征于一体,如含多种单一酶切位点、抗生素耐药性等。

常用的人工质粒运载体有pBR322、pSC101。

pBR322含有抗四环素基因(Tcr)和抗氨苄青霉素基因(Apr),并含有5种内切酶的单一切点。

如果将DNA片段插入EcoRI切点,不会影响两个抗生素基因的表达。

但是如果将DNA片段插入到Hind III、Bam H I 或Sal I切点,就会使抗四环素基因失活。

这时,含有DNA插入片段的pBR322将使宿主细菌抗氨苄青霉素,但对四环素敏感。

没有DNA插入片段的pBR322会使宿主细菌既抗氨苄青霉素又抗四环素,而没有pBR322质粒的细菌将对氨苄青霉素和四环素都敏感。

pSC101与pBR322相似,只是没有抗氨苄青霉素基因和PstI切点。

质粒运载体的最大插入片段约为10 kb(kb表示为千碱基对)。

(1)高拷贝数的质粒载体适于分离大量的高纯度的克隆基因的DNA片段。

如ColE1、pMB1或它们的派生质粒。

它们不仅具有低分子量、高拷贝数的优点,而且在没有蛋白质合成的条件下仍能继续复制。

因此,若在处于对数生长晚期的含有ColE1一类质粒的大肠杆菌培养物中,加入适量的蛋白质合成抑制剂讲如氯霉素或壮观霉素处理之后,每个细胞中的质粒拷贝数则可扩增到1000~3000个之多。

如果加入高浓度的尿核苷,质粒DNA又可进一步扩增2~3倍。

(2)低拷贝数的质粒载体适合于克隆含量过高对寄主代谢有害的DNA。

例如,pLG338、pLG339及pHSG415。

这类质粒载体的一个普遍性问题是,由于它们体积小、拷贝数低,与此相应的基因剂量也就较少,因此要制备大量的克隆DNA就很困难。

(3)失控的质粒载体失控的质粒载体(runaway plasmid vectors):是一些低拷贝的质粒,其复制控制是温度敏感型的,也就是说在不同的温度下,拷贝数会有显著的变化。

B.E.Uhlin等人(1979)首先发展了失控的质粒载体pBEU1和Pbeu2。

这种质粒载体在30℃下,每个寄主细胞中只含有适量的拷贝数,而当培养温度超过35℃时,质粒的复制便失去了控制,每个细胞中的拷贝数便持续上升。

在这种高温环境下,细胞的生长蛋白质的合成可按正常的速率持续2~3小时。

这期间编码在质粒载体上的基因产物便超过了常量。

最后,细胞生长受到了抑制,并失去了存活的能力,但在这个阶段质粒DNA可累积到占细胞总DNA的50%。

(4)插入失活型的质粒载体选用插入失活型质粒,将外源DNA片段插入在会导致选择记号基因(如tetr、ampr、cmlr等)失活的位点,就有可能通过抗菌素抗性的筛选,大幅度地提高获得阳性克隆的几率。

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