1、質(zhì)粒的分類,動(dòng)物科技系 09級(jí) 臨床獸醫(yī)學(xué) 張小暴200 及其他5位同學(xué),一、什么是質(zhì)粒,絕大多數(shù)的生物都是以DNA的形式來(lái)儲(chǔ)藏其遺傳信息。遺傳物質(zhì)要能生生不息地傳給后代的首要條件就是它要具有一個(gè)可以復(fù)制單位，使整個(gè)基因體得以復(fù)制。原核性復(fù)制體有染色體、質(zhì)粒(plasmids)和噬菌體基因體(phage genome)三類。,質(zhì)粒的基因體和原核染色體類似，是由雙絞煉DNA構(gòu)成，并以超卷曲的形式存在。它們的基因體約由2,000至150,000個(gè)堿基對(duì)組成，絕大多數(shù)呈環(huán)狀，但也有極少數(shù)是線狀構(gòu)造。在自然環(huán)境中它們普遍存在于原核生物細(xì)胞內(nèi)，并和其宿主的許多特殊功能有關(guān)。,二、質(zhì)粒的類型,天然存在的質(zhì)

2、粒的最有用的分類是基于質(zhì)粒主要特征來(lái)進(jìn)行的，這種主要特征本質(zhì)上又是質(zhì)粒的基因所決定的。根據(jù)這一分類方法，把質(zhì)粒分為以下9種： 1.致育（fertility）質(zhì)?；蚍Q“F”質(zhì)粒（“F”plasmid） 僅攜帶轉(zhuǎn)移基因，并且除了能夠促進(jìn)質(zhì)粒間有性接合的轉(zhuǎn)移外，不再具備其他的特征，如大腸桿菌中的F質(zhì)粒。,2.耐藥性（resistance）質(zhì)?；蚍Q“R”質(zhì)粒（“R”plasmids） 攜帶有能夠賦予宿主細(xì)菌對(duì)某種或多種抗菌藥的耐藥性的基因，如抗氯霉素、氨芐霉素或水銀。R質(zhì)粒因其可以通過(guò)正常的繁殖傳播而在生物學(xué)上具有重要的作用。,3.Col質(zhì)粒（col plasmid） 編碼大腸桿菌素，一種能夠殺死其他

3、細(xì)菌的蛋白，比如大腸桿菌的ColE1. 4.芳香族化合物降解質(zhì)粒（degradative plasmid） 使宿主菌能夠代謝一些通常情況下無(wú)法利用的分子，如甲苯和水楊酸，例如，假單胞菌中的TOL質(zhì)粒。,5.致瘤性質(zhì)粒（virulence plasmid）或稱 毒性質(zhì)粒 賦予宿主菌致病性，比如根瘤農(nóng)桿菌（Agrobacterium tumefaciens）的Ti質(zhì)粒，能夠在雙子葉植物中誘導(dǎo)冠癭瘤。 6.殺傷性質(zhì)粒 發(fā)現(xiàn)于真菌的酵母菌（ yeast ）和黑粉菌的致死顆粒（ killer particles ），其性能如腸桿菌素質(zhì)粒。但致死顆粒的基因組都為雙鏈 RNA ，不是雙鏈 DNA ，且有蛋白

4、質(zhì)外殼包圍，尤如雙鏈 RNA 病毒。,7.抗生素產(chǎn)生質(zhì)粒 攜帶有合成某種抗生素的酶系基因的質(zhì)粒，賦予宿主細(xì)胞合成某種抗生素的性能。 8.酵母菌中的2m質(zhì)粒和其他質(zhì)粒 存在于真核微生物酵母菌細(xì)胞核中但獨(dú)立于染色體內(nèi)的長(zhǎng)度為2m 并與組蛋白相結(jié)合的 DNA 質(zhì)粒。酵母菌中還存在其他如編碼細(xì)菌性纖維素酶的質(zhì)粒。,9.可能與人類疾病有關(guān)的質(zhì)粒 在較少致病性的霍亂弧菌（Vibrio cholera）的菌株中存在有質(zhì)粒 P （性因子，促進(jìn)接合作用）和 V （功能未知），而具有強(qiáng)力致病性的菌株中則沒(méi)有這樣的質(zhì)粒。質(zhì)粒 P 和 V 被認(rèn)為其產(chǎn)物可干擾腸毒素的生物合成和膜運(yùn)輸而減少引起霍亂的可能性。致病的產(chǎn)氣莢

5、膜梭菌型 C（Clostridium perfringens Type C ）和引起牙齲的鏈球菌（Streptococcus ）的突變株都含有質(zhì)粒，前者的質(zhì)粒可控制腸毒素的合成，后者的質(zhì)粒可控制合成不溶性胞外多糖。,此外，按照復(fù)制性質(zhì)，可以把質(zhì)粒分為兩類：一類是嚴(yán)謹(jǐn)型質(zhì)粒，由DNA多聚酶復(fù)制，當(dāng)細(xì)胞染色體復(fù)制一次時(shí)，質(zhì)粒也復(fù)制一次，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)只有12個(gè)質(zhì)粒；另一類是松弛型質(zhì)粒，由DNA多聚酶 復(fù)制，當(dāng)染色體復(fù)制停止后仍然能繼續(xù)復(fù)制，每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)一般有20個(gè)左右質(zhì)粒。,一般分子量較大的質(zhì)粒屬嚴(yán)緊型。分子量較小的質(zhì)粒屬松弛型。質(zhì)粒的復(fù)制有時(shí)和它們的宿主細(xì)胞有關(guān)，某些質(zhì)粒在大腸桿菌內(nèi)的復(fù)制屬嚴(yán)緊型，

6、而在變形桿菌內(nèi)則屬松弛型。,按照質(zhì)粒是否整合到宿主細(xì)胞染色體中分為非整合型質(zhì)粒和游離型質(zhì)粒兩種。一小類質(zhì)粒還可以通過(guò)將自己插入到宿主細(xì)胞染色體中來(lái)進(jìn)行復(fù)制。這些整合型質(zhì)粒后稱為“游離型質(zhì)粒”（episomes）。它以這種形式穩(wěn)定存在于細(xì)胞中很多代，但也會(huì)在某些階段以獨(dú)立的成分存在?！罢稀笔且恍┦删w染色體的重要特性。,非整合型質(zhì)粒和游離型質(zhì)粒的復(fù)制方式,此圖為感受態(tài)細(xì)胞的制備示意圖，我們可以看到重組質(zhì)粒在大腸桿菌中的復(fù)制方式,圖3 用線性化質(zhì)粒b2pEGFP-N1-AFP和pEGFP-N1-AFP(CMV壞)轉(zhuǎn)染BHK-21細(xì)胞，表達(dá)綠色熒光蛋白的照片 A: 線性化質(zhì)粒2pEGFP-N1-AFP轉(zhuǎn)染BHK-21細(xì)胞24 h后出現(xiàn)表達(dá)綠色熒光的細(xì)胞; B: 線性化質(zhì)粒pEGFP-N1-AFP (CMV壞)轉(zhuǎn)染BHK-21細(xì)胞后未出現(xiàn)表達(dá)綠色熒光的細(xì)胞; C: 用G418篩選第5d, 線性化質(zhì)粒2pE