原核生物的质粒.ppt

三、原核生物的质粒 定义：是一类小型闭合环状核外双螺旋DNA分子，能独立于细胞核进行自主复制。 大小：约为2~100×106Dalton，上面携带有数个到数十个甚至上百个基因。 性质： ①可以在细胞质中独立于染色体之外独立存在（游离态），也可以通过交换掺入染色体上，以附加体（episome）的形式存在； ②质粒是一种复制子（replicon），根据自我复制能力的不同，可把质粒复制的控制形式分为严紧型和松弛型两种，严紧型质粒的复制受细胞核控制，与染色体DNA复制相伴随,一般一个寄主细胞内只有少数几个（1~5）个拷贝；松弛型质粒的复制不受细胞核控制，在染色体DNA复制停止的情况下仍可以进行复制，在细胞内的数量可以达到10~200个或更多。 几种代表性质粒： 1. F–因子（fertility factor）：又称致育因子或性因子，62×106Dalton，94.5kb，相当于核染色体DNA2%的环状双链DNA，足以编码94个中等大小多肽，其中1/3基因（tra区）与接合作用有关。存在于肠细菌属、假单胞菌属、嗜血杆菌、奈瑟氏球菌、链球菌等细菌中，决定性别。 3. Col因子（colicinogenic factor） 产大肠杆菌素因子。 大肠杆菌素是由E.coli的某些菌株所分泌的细菌素，能通过抑制复制、转录、转译或能量代谢等而专一地杀死其它肠道细菌。其分子量约4×104~8×104Dalton。大肠杆菌素都是由Col因子编码的。 Col因子可分为两类，分别以ColE1和ColIb为代表。 ColE1分子量约为5×106Dalton，无接合作用，是多copy的； ColE1研究得很多，并被广泛地用于重组DNA 的研究和用于体外复制系统上。 ColIb分子量约为80×106Dalton，它与F因子相似，具有通过接合作用转移的功能，属于严紧型控制，只有1~2个copy。 凡带Col因子的菌株，由于质粒本身编码一种免疫蛋白，从而对大肠杆菌素有免疫作用，不受其伤害。 5. Ti质粒（tumor inducing plasmid） 即诱癌质粒。 存在于根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefaciens）中,可引起许多双子叶植物的根癌 。当细菌侵入植物细胞中后，在其细胞中溶解，把细菌的DNA释放到植物细胞中。这时，含有复制基因的Ti质粒的小片段与植物细胞中的核染色体发生整合，破坏控制细胞分裂的激素调节系统，从而使它转变成癌细胞。 Ti质粒长200kb，是一个大型质粒。当前，Ti质粒已成为植物遗传工程研究中的重要载体。一些具有重要性状的外源基因可借DNA重组技术设法插入到Ti质粒中，并进一步使之整合到植物染色体上，以改变该植物的遗传性，达到培育植物优良品种的目的。 6. 巨大质粒（mega质粒） 是近年来在Rhizobium（根瘤菌属）中发现的一种质粒，分子量为200~300×106Dalton，比一般质粒大几十倍到几百倍，故称巨大质粒，其上有一系列固氮基因。 基因：能够表达和产生基因产物（蛋白质或RNA）的DNA序列。 原核生物基因系统： 启动子（基因） 操纵子 操纵子（基因） 基因调控系统 结构基因 调节基因 细胞水平：大部分或全部DNA都集中于细胞核或核质体中，不同种类微生物或同种不同细胞中细胞核的数目不同 染色体水平：真核微生物的每个细胞核内含有一定数量的染色体；而原核微生物中一个核质体就是一个裸露的、光学显微镜下不能看到的环状染色体。 一些真核生物和原核生物基因组的比较 生 物 单倍体的分子量 核苷酸 已知染色体数 约数（Da） 对数 基因数 人 32 3~5 ×1012 5~7 ×109 ~4000 黑腹果蝇 4 7.9 ×1010 8.0 ×107 5000~6000 粗糙脉孢菌 7 2.8 ×1010 4.5 ×107 500 大肠杆菌 1 2.5 ×109 3.8 ×106 ~1027 噬菌体T4 1 1.1 ×108 2.0 ×105 ~135 噬菌体? 1 3.2 ×107 4.8 ×104 ~35 噬菌体MS2 1 1.1 ×106 3.5 ×103 3 遗传密码：指DNA链上各个核苷酸的特定排列顺序 密码子（coden）：由3个核苷酸顺序决定，负载遗传信息的基本单位 不对称转录：只有DNA双链的一股才作为有意义链被转录，这种现象又称不对称转录。 起始密码子：AUG，甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸 终止密码子：UAA、UGA、UAG 核外DNA的种类 核外染色体 第二节 基因突变和诱变育种 突变（