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2014-02-06T05:24:57Z

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[[质粒]]（plasmid）是[[细菌]]或[[细胞]][[染色质]]以外的，能自主复制的，与细菌或细胞[[共生]]的遗传成分。其特点如下：

①是染色质外的双链共价闭合环形[[DNA]]（covalentlyclosed circuar DNA,cccDNA），可自然形成[[超螺旋结构]]，不同质粒大小在2-300kb之间，＜15kb的小质粒比较容易分离[[纯化]]，＞15kb的大质粒则不易提取。

②能自主复制，是能独立复制的[[复制子]]（autonomous replicon）。一般质粒DNA复制的质粒可随[[宿主]]细胞分裂而传给后代。按质粒复制的调控及其拷贝数可分两类：严紧控制（stringent control）型质粒的复制常与宿主的繁殖[[偶联]]，拷贝数较少，每个细胞中只有1个到十几个拷贝；另一类是松弛控制（relaxed control）型质粒，其复制宿主不偶联，每个细胞中有几十到几百个拷贝。每个质粒DNA上都有复制的起点，只有ori能被宿主细胞复制[[蛋白质识别]]的质粒才能在该种细胞中复制，不同质粒复制控制状况主要与[[复制起点]]的序列结构相关。有的质粒的可以整合到宿主细胞染色质DNA中，随宿主DNA复制，称为[[附加体]]，例如细菌的性质粒就是一种附加体，它可以质粒形式存在，也能整合入细菌的DNA，又能从细菌染色质DNA上切下来。F因子携带[[基因]]编码的[[蛋白质]]能使两个细菌间形成[[纤毛]]状细管连接的接合（conjugation），通过这细管遗传物质可在两个细菌间传递。

③质粒对宿主生存并不是必需的。这点不同于[[线粒体]]，线粒体DNA也是环状双链[[分子]]，也有独立复制的调控，但线粒体的功能是细胞生存所必需的。线粒体是细胞的一部分，质粒也往往有其[[表型]]，其表现不是宿主生存所必需的，但也不妨碍宿主的生存。某些质粒携带的基因功能有利于宿主细胞的特定条件下生存，例如，细菌中许多天然的质粒带有[[抗药性]]基因，如编码合成能分解破坏[[四环素]]、[[氯霉素]]、氨芐表霉素等的酶基因，这种质粒称为抗药性质粒，又称R质粒，带有R质粒的细菌就能在相应的[[抗生素]]存在生存繁殖。所以质粒对宿主不是[[寄生]]的，而是共生的。医学上遇到许多细菌的抗药性，常与R质粒在细菌间的传播有关，F质粒就能促使这种传递。

{{图片|grarq3qn.jpg|pBR322及pUC18图谱}}

图20-2　pBR322及pUC18图谱

现在分子[[生物学]]使用的质粒载体都已不是原来细菌或细胞中天然存在的质粒，而是经过了许多的人工的改造。从不同的实验目的出发，人们设计了各种不同的类型的质粒载体，近年来发展很快，新的有特定用途的质粒不断被创建。图20-2给出最常用的[[大肠杆菌]]克隆用质粒pUC19的图谱，此质粒的复制起点处序列经过改造，能高频率起动质粒复制，使一个细菌pUC19的拷贝数可达500-700个；质粒携带一个抗[[氨芐青霉素]]基因，编码能水解β-内酰胺环，从而被坏氨芐青霉素的酶，当用pUC19转化细菌后放入含氨芐青霉素的[[培养基]]中，凡不含pUC19者都不能生长，结果长出的细菌就是都含有pUC19的；pUC19还携带细菌lac操纵元中的lacI和lacZ基因编码，β-[[半乳糖苷酶]]N端状146个[[氨基酸]]的段落，当培养基中含有[[诱导物]]IPTG和Xgal时，lacz ' 基因被诱导表达产生的β-半乳糖苷酶N端肽与宿主菌表达的C端肽互补而具有β-半乳糖苷酶活性（质粒和宿主编码的肽段各自都没有[[酶活性]]，两都融为一体而具酶活性，称为α-互补，α-complementation），半乳糖苷酶水解Xgal而使[[菌落]]呈现蓝色；在lacz '中间又插入了一段人工设计合成的DNA序列，其中密集多个常用的[[限制性核酸内切酶]]的[[位点]]，使外来的基因和序列能很方便地被插入此位置，当外来序列插入后则破坏了lacz '编码的半乳糖苷酶活性，生长的菌落就呈白色，这种颜色标志的变化就很容易区分和挑选含有和不含有[[插入序列]]或基因的转化菌落，称为蓝白筛选法。

除常用的大肠杆菌质粒载体外，近年来发展了许多人工构建的其它能用于[[微生物]]、[[酵母]]、植物等的质粒载体。含有不止一个ori、能携带插入序列在不同种类宿主细胞中繁殖的载体称为[[穿梭载体]]（shuttlevectors）。
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生物化学与分子生物学/质粒载体 - 版本历史

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