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一、质粒

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质粒(plasmid)是许多种细菌中发现的染色体外的遗传因子,它是闭合环状的双链DNA分子,大小从1kb直到200kb以上。质粒所带的基因通常有利于宿主细胞。例如基因的产物是某些抗生素或对某些抗生素的抗性、能降解某些复杂的有机化合物、产生大肠杆菌素和肠毒素、产生限制酶或修饰酶等。

在天然条件下,许多种质粒是通过类似于细菌接合的过程传递给新的宿主。在实验室条件下,质粒则可通过转化过程进入受体细胞。此时,受体细胞已经过处理而处于感受态,即它的细胞暂时易于让小的DNA分子透过。受体细胞由于质粒的进入而产生了新的表型。如对某种抗生素的抗性,这样就可用这种抗生素作为选择条件,选出被质粒转化的受体细胞。

质粒复制时利用宿主细胞复制自身染色体的同一组酶系。有些质粒处于“严紧控制”之下,即它们的复制是同宿主细胞的复制偶联同步的。因此在每个细胞中的质粒只有一份拷贝,或最多只有几份拷贝。这称为“严紧型”质粒。另一些质粒则是处于“松弛控制”之下的“松弛型”质粒。每个细菌中可以有10~200份拷贝。更重要的是松弛型质粒的拷贝数,可因宿主细胞停止合成蛋白质而增加至几千份。宿主细胞不合成蛋白质时,染色体和严紧型质粒的复制都中止。但松弛型质粒仍继续进行复制。因此在增殖松弛型质粒时,总是要让宿主菌经氯霉素处理(在培养液中加入适量的氯霉素)抑制蛋白质的合成。

图23-3 pBR322的基本结构

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