第七章质粒ppt课件.ppt

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1、第七章、质粒一、质粒的命名二、质粒的遗传特性三、质粒的分离、检测与纯化四、质粒的复制和调节五、质粒的稳定性质粒（plasmid）大多是由DNA组成的环形分子，比宿主染色体小，在空间上与染色体隔开，能够自我复制的遗传结构，通常具有共价、闭合、环状DNA的基本特征。有些质粒即可以整合进宿主染色体又可以游离在细胞质中，这类质粒又称为附加体。一、质粒的命名由3个英文字母和编号组成。第1个小写字母“p”表示plasmid;后面的2个大写字母表示发现者或构建人、构建实验室的名称；最后是编号。如：质粒pBR322是由Bolivar和R

2、odrigres2位墨西哥学者所构建。质粒的命名不能离开宿主，一般将质粒写在宿主名称后面的括号中，每一个质粒占一个括号。如：E.coliDH5α(pBR322)E.colik12（F）二、质粒的遗传特性1、质粒的表型效应质粒同染色体基因一样具有一定的表型效应。如：F因子最明显的表型是编码细胞壁外的性纤毛（sexpili），使细胞之间可以接合。大肠杆菌素（colicin）因子，简称col因子，带有编码colicin的基因。质粒R因子上带有抗药性基因，其宿主表现出对一种或多种抗菌素或药物的抗性。假单孢菌中有些分解性质粒，带有

3、分解酶类，可降解樟脑、辛烷、甲苯和二甲苯等物质。放线菌的质粒scp不但是致育因子，同时还编码抗生素合成基因。多数质粒不显示任何表型效应，至少目前的方法和手段还测定不出来，这些质粒称为隐秘质粒（crypticplasmid）,许多细菌都有，并非无功能，只是尚未发现。苏云金芽孢杆菌是著名的杀虫细菌，其杀虫晶体蛋白（Insecticidalcrystalprotein,ICP）基因在质粒上。编码杀虫晶体蛋白基因多为cry，还有cyt基因不同的cry基因杀虫活性不同对杀虫晶体蛋白敏感的害虫有很多种，包括：鳞翅目、鞘翅目、双翅目等

4、等。图示苏云金芽孢杆菌以色列亚种的一个大质粒。编码的杀虫蛋白基因有7个，其中3个为cyt基因，4个为cry基因。苏云金芽孢杆菌形成的杀虫晶体蛋白苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白所作用的害虫苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白所作用的蚊虫2、质粒的大小，数量及复制类型质粒的大小差别很大，在天然发现的质粒中，最小的只有2.3kb,最大的质粒200kb。质粒在细胞中的数量决定于拷贝数，而拷贝数又决定于复制类型。拷贝数是指每一细胞中的质粒数量。F因子这类大质粒的拷贝数只有1－2个，其复制受到严格的控制。而colE1质粒的拷贝数在10－20个，证

5、明其复制不受严格的控制。拷贝数测定：细胞中质粒的总量/质粒的分子量复制类型:严紧型（stringentcontrol）质粒复制受严格的控制。如F因子松弛型（relaxedcontrol）质粒复制不受严格的控制。如col因子松弛型质粒可以用一定的实验手段使其拷贝数大大扩增。如添加氯霉素方法。3、质粒的不亲和性（Incompatibility）不亲和性是指同一细胞中的质粒不能并存的现象。本质相同的质粒不相亲和，所以质粒分为若干个不相容群。不能共存在一个细胞中的质粒，属于同一不相容群，能共存的质粒属于不同的不相容群。三、质粒的

6、分离、检测与纯化请自学此部分内容四、质粒的复制和调节1、质粒的复制能够独立复制的单位称为复制子（replicon）。质粒的复制以θ型复制为主，有单向和双向复制，以及滚环复制。复制所需蛋白主要来自寄主。质粒的复制起始位点称为oriV。Ori区域的功能：A.复制起始B.决定宿主范围C.决定拷贝数2、质粒复制的调节1）、抑制物—靶位调节调节特点：依赖一小段反向转录的RNA作为抑制物，通过与目标RNA的互补结合阻止质粒复制起始。目标RNA可以是复制的引物，也可以是复制所需蛋白的mRNA。以ColE1质粒为例：大小为6.6kb,拷

7、贝数10～20个，单向复制，完全依赖宿主的复制酶系。ColE1质粒复制需要一段RNA引物，RNAII为引物前体，需被RNaseH切割加工后才有引物活性。质粒本身编码2个负调节因子：1)RNAI:是反义RNA，110bp,与RNAII5’末端互补，形成双链结构，不被RNaseH所识别。当RNAI基因突变时，ColE1质粒的拷贝数可从20个增加至250个。2）Rop蛋白：含有63个氨基酸，以二聚体形式增强和促进RNAI和RNAII形成双链。复制原点：RNA与DNA的转换处RNAII延伸至复制原点时，被RNaseH切割，产生3

8、’-OH末端，聚合酶以此作为引物合成DNA。ColE1质粒的复制调控ColE1复制需要RNA引物RNAII，从复制原点上游555bp处开始转录。ColE1编码2个负调节因子：Rop蛋白和反义RNA－RNAI。RNAI的转录起始于复制原点上游445bp处，转录方向与RNAII相反。因此，与RNAII末端111bp互补。