质粒简述

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质粒简述

来源：互联网作者：未知发布时间：2006-08-28

    质粒是染色体外的DNA分子，其大小范围在1kb至200kb以上不等。大多数来自细菌细胞的质粒是双链、共价闭合的环状分子，以超螺旋形式存在。质粒:
    ·已在形形色色的细菌类群中发现;大多数质粒的宿主范围较窄，只能生存于亲缘关系很近的少数细菌种类中。
    ·是独立于细菌染色体之外进行复制和遗传的辅助性遗传单位。
    ·已发展进化出多种机制以维持其在细菌宿主中的稳定的拷贝数，并将质粒分子精确地分配给子细胞。
    ·其复制和转录或多或少依赖于宿主编码的酶和蛋白质。
    ·常常含有一些编码对细菌宿主有利_的酶的基因。这些基因可赋予宿主迥然不同的特征，其中不少具有重要的医学和商业价值。由质粒产生的表型包括对抗生素的抗性，产生抗生素、大肠杆菌素、肠毒素、限制酶与修饰酶，以及降解复杂的有机化合物等。

“质粒”(plasmid)一词由Joshua Lederberg于1952年提出、当时定义为染色体外的遗传单位。它曾一度被“附加体“( episome)取代，该词由Jacob和Wollman1958年提出，用以描述一种辅助性遗传单位，它能在细胞之间传递，在胞质中或整合进宿主染色体中并作为其中的一部分进行复制传代。但是，在确定某些染色体外单位是否是质粒时遇到了困难。因为它们从不插入宿主染色休中，或者这些附加休播人孩率极低。因此Hayes(1969)建议附加体一词应该“服役期满、光荣退休”。现实并非如此:目前这两个词都在使用，而且二者的差别日渐模糊。不过，本章讨论的载体大多是由Lederberg所定义的质粒，而不是Jacob和Wollman定义的附加体。
因此对于追求严谨的读者，我们认为“质粒比通常比“附加体”更为准确.当然也有例外。

质粒的复制子决定其拷贝数
复制子是一个遗传单位，包括DNA复制起点及其相关的调控元件。在质粒中，复制起点是一段特定的DNA片段。长约几百碱基对，’其相关的顺式作用调控元件中含有参与DNA合成起始的由质粒或宿主编码的可扩散因子的结合位点。因此，质粒复制子
可被定义为质粒DNA中能自主复制并维持正常拷贝数的一段最小的核酸序列单位。

1963年的冷泉港座谈会((]acob et al. 1964)中的一篇论文在解释细菌中环状的染色体外DNA分子可能的复制方式时首次使用“复制子”一词。此后，许多假设的原核生物模型被生物化学和遗传学实验所证实.复制子的概念延伸至包括原核生物和真核生物中的染色体及染色体外的复制单位。

在质粒中已鉴定的复制子已逾30个。但是，目前在分子克隆中常规使用的几乎所有的质粒都带有一个来源于pMB1的复制子，该质粒最初是从一例临床标本中分离到的(Hershfield et al.1974)。带有该复制子[或亲缘关系与之十分接近的大肠杆菌E1(colE1)复制子(Balbas et al.1986)]的质粒在每个细菌细胞中可维持15一20个拷贝。然而多年来，pMB1/colE1复制子已经被大量改造以增加拷贝数，从而提高质粒DNA的产量。高拷贝数的质粒载体广泛应用于分子克隆及几乎所有小片段重组DNA(<15kb)的常规操作中。相反，带有非pMB1/colE1来源的复制子(表1-1)的低拷贝载体则用于某些特定目的，其中包括:①不稳定的DNA序列的克隆及在高拷贝数质粒增殖时具有致死效应的基因的克隆;②构建细菌人工染色体(BAC) ,即用于以大肠杆菌质粒的形式扩增大片段(~100 kb)外源DNA的载体。

质粒	复制子	拷贝数	参考文献
pBR322	pMB1	15-20	Boliver et al. (1970b)
pUC	pMB1改进型	500~700	Vieira and Messing (1982,1987);Messing(1983);LinChap et a1 (1992)
pMOB45	pKN402	15~118	Bittner and Vapnek (1981)
pACYC	P15A	18~22	Chang and Cohen (1978)
psc101	pSC101	~5	Stoker et a1. (1982)
colE1	colE1	15~20	Kahn et al. (1979)

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