对质粒的初步了解

细菌质粒DNA（pDNA）通常是一种较小的（平均80kb）环状染色体外DNA元素，其以游离形式持续稳定地存在于染色体外，能够通过招募宿主细胞机制进行半自主复制，并可携带帮助宿主适应新环境的基因或编码特定功能的基因。

了解质粒

 

质粒是附着在细胞上的较小的非细胞染色体或核 DNA 分子，能够自主复制（即细胞外质粒、细胞外质体）。虽然大多数质粒呈环状结构，但它们存在于许多细菌和酵母中，以及植物的叶绿体和线粒体等细胞器中。然而，1984 年，在放线菌（如天蓝色链霉菌）和原核生物（如赫氏疏螺旋体）中发现了线状质粒。

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天然质粒的DNA长度从几千个碱基对到几十万个碱基对不等。质粒天然存在于这些生物体中，有时一个细胞中可以同时存在一个甚至几个质粒。质粒的拷贝数在一个细胞中可以从单个到几千个不等。有时一些质粒含有某种抗性基因（例如大肠杆菌中含有一种含有抗四环素基因的质粒）。一些质粒携带的基因可以赋予细胞额外的生理和代谢能力，甚至在某些细菌中改善其致病性。一般而言，质粒的存在与否对宿主细胞的存活不起决定性作用。它是遗传工程最常见的载体。

质粒的分类

•  根据质粒能否通过细菌的相互作用，可分为接合性质粒和非接合性质粒。

•  根据质粒在细菌内复制的类型，可分为严格控制型和放松控制型。

•  根据质粒的不相容性，可分为不相容性和相容性。

•  根据宿主细胞的基因和特性，可分为以下六种不同类型

1.耐药质粒

它们携带耐药基因，使宿主细菌对某些抗菌药物产生耐药性，如苄氨基青霉素、氯霉素等。不同的细菌也可以含有相同的耐药质粒，如RP4质粒，存在于假单胞菌和其他细菌中。R质粒也可以以感染的形式在不同种类的细菌中传播。

2.生育因素

遗传物质可通过接合作用在供体与受体之间传递。F因子的约1/3 DNA构成转移DNA的操纵子，约35个基因负责伞毛的合成和组装。这是DNA转移的区域，受traJ基因产物正调控。它还具有重组区和复制区。重组区含有多个插入序列，通过这些序列进行同源重组。复制区有两个复制起始点：一个是OriV，供F因子在宿主体内自主复制时使用；另一个是OriT，它是接合时滚环复制的起点。

3.Col质粒

携带编码大肠杆菌素的基因。大肠杆菌可以杀死其他细菌。

4.降解质粒

该质粒编码一种特殊的蛋白质，使宿主细菌能够代谢特殊的分子，例如甲苯或水杨酸。

5.侵入性质粒

这些质粒使宿主细菌具有致病能力。例如，Ti质粒是在农杆菌中发现的，现在已被加工成植物转基因的常用载体。

6.隐蔽质粒

它不表现出任何表现类型，主要通过物理方法发现。（例如酵母2μm质粒）

质粒在基因治疗领域的优势

（1）在基因转移过程中，质粒载体具有毒性低、免疫原性低、能耐受核酸酶、转移效率与遗传物质的大小无关等优点；（2）在基因编辑中，质粒可以作为CRISPR/Cas9系统表达载体的编辑工具和基因修复序列的供体。

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