2021-06-17 15:46:51  才艺/体育/拓展

质粒是一类存在于细菌和真菌细胞中能独立于染色体DNA而自主复制的共价闭合环状DNA分子,其大小常在1到100kb范围内。质粒并非细菌生长所必需,但赋予细菌某些抵御外界环境因素不利影响的能力,如抗生素的抗性、重金属离子的抗性,细菌毒素的分泌以及复杂化合物的降解等!野生型质粒的基本特性:(1)自主复制性;质粒DNA含有自己的复制起始位点以及控制复制频率的调控基因,有些质粒还携带特定的复制因子编码基因,形成一个独立的复制子结构。因此质粒DNA能够摆脱宿主染色体DNA复制调控系统的束缚而进行自主复制。(2).可扩增性;在革兰氏阴性菌中,质粒的复制一般有两种形式,即严紧型复制和松弛型复制。严紧型质粒(如pSC101和p15A等)的复制由宿主细菌的DNA聚合酶3介导。在正常生长过程中,每个细胞通常只能复制少数几个质粒拷贝(1到5个);松弛型质粒(如pMB1和ColE1等)的复制需要半衰期较长的DNA聚合酶1、RNA聚合酶以及其他复制辅助蛋白因子的参与,当宿主细胞内蛋白合成减弱或完全中断时,质粒复制仍能持续进行,因此在每个宿主细胞中通常具有较高的拷贝数(30到50)。作为一种极端情况,当宿主细胞进入生长后期,加入氯霉素抑制蛋白质的生物合成,阻断宿主菌的大部分代谢途径,则松弛型质粒利用丰富的原料及能量大量复制,最终每个细胞可以积累上百个DNA分子,这种操作称为质粒的氯霉素扩增。 (3)可转移性;天然条件下,许多野生型质粒可以通过细菌接合作用从一个宿主细胞转移至另一个宿主细胞,甚至另一种亲缘关系较近的宿主菌中,这一过程依赖于质粒上的mob基因产物与其他蛋白因子的相互作用。 (4)不相容性;具有相同或相似复制子结构及调控模式的两种不同的质粒不能稳定地存在于同一受体细胞内,这种现象称为质粒的不相容性。对于单拷贝质粒来说,当两个不相容的质粒同时进入受体细胞后,由于它们含有相同或相似的复制子结构以及质粒拷贝控制机制,因此两者并不复制,待受体细胞分裂时,两者被相同的均分机制分配在两个子细胞中;在多拷贝质粒的情况下,虽然两个不相容质粒可以进行复制,但由于两者复制的起始频率是随机的,因而在细胞分裂前夕,两种质粒的拷贝数并不完全均等。又由于这些不相容性质粒在两个子细胞中的分配只能按照拷贝数均分,无法辨认质粒的性质,因此造成两个子代细胞中含有拷贝数并不均等的两种质粒。这样经过若干次细胞分裂后,必然导致两种质粒在细胞中的独占性。具有不同复制子结构的相容性质粒,尽管它们由于复制机制不同而造成各自的拷贝数有差异,但在细胞分裂时,每种质粒在两个子细胞中均可保持等同的拷贝数,因而它们可以稳定存在于同一受体细胞中。

科学网[转载]质粒的基本特征


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