第七章質(zhì)粒ppt課件.ppt

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1、第七章、質(zhì)粒一、質(zhì)粒的命名二、質(zhì)粒的遺傳特性三、質(zhì)粒的分離、檢測與純化四、質(zhì)粒的復(fù)制和調(diào)節(jié)五、質(zhì)粒的穩(wěn)定性質(zhì)粒（plasmid）大多是由DNA組成的環(huán)形分子，比宿主染色體小，在空間上與染色體隔開，能夠自我復(fù)制的遺傳結(jié)構(gòu)，通常具有共價(jià)、閉合、環(huán)狀DNA的基本特征。有些質(zhì)粒即可以整合進(jìn)宿主染色體又可以游離在細(xì)胞質(zhì)中，這類質(zhì)粒又稱為附加體。一、質(zhì)粒的命名由3個英文字母和編號組成。第1個小寫字母“p”表示plasmid;后面的2個大寫字母表示發(fā)現(xiàn)者或構(gòu)建人、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室的名稱；最后是編號。如：質(zhì)粒pBR322是由Bolivar和R

2、odrigres2位墨西哥學(xué)者所構(gòu)建。質(zhì)粒的命名不能離開宿主，一般將質(zhì)粒寫在宿主名稱后面的括號中，每一個質(zhì)粒占一個括號。如：E.coliDH5α(pBR322)E.colik12（F）二、質(zhì)粒的遺傳特性1、質(zhì)粒的表型效應(yīng)質(zhì)粒同染色體基因一樣具有一定的表型效應(yīng)。如：F因子最明顯的表型是編碼細(xì)胞壁外的性纖毛（sexpili），使細(xì)胞之間可以接合。大腸桿菌素（colicin）因子，簡稱col因子，帶有編碼colicin的基因。質(zhì)粒R因子上帶有抗藥性基因，其宿主表現(xiàn)出對一種或多種抗菌素或藥物的抗性。假單孢菌中有些分解性質(zhì)粒，帶有

3、分解酶類，可降解樟腦、辛烷、甲苯和二甲苯等物質(zhì)。放線菌的質(zhì)粒scp不但是致育因子，同時還編碼抗生素合成基因。多數(shù)質(zhì)粒不顯示任何表型效應(yīng)，至少目前的方法和手段還測定不出來，這些質(zhì)粒稱為隱秘質(zhì)粒（crypticplasmid）,許多細(xì)菌都有，并非無功能，只是尚未發(fā)現(xiàn)。蘇云金芽孢桿菌是著名的殺蟲細(xì)菌，其殺蟲晶體蛋白（Insecticidalcrystalprotein,ICP）基因在質(zhì)粒上。編碼殺蟲晶體蛋白基因多為cry，還有cyt基因不同的cry基因殺蟲活性不同對殺蟲晶體蛋白敏感的害蟲有很多種，包括：鱗翅目、鞘翅目、雙翅目等

4、等。圖示蘇云金芽孢桿菌以色列亞種的一個大質(zhì)粒。編碼的殺蟲蛋白基因有7個，其中3個為cyt基因，4個為cry基因。蘇云金芽孢桿菌形成的殺蟲晶體蛋白蘇云金芽孢桿菌殺蟲晶體蛋白所作用的害蟲蘇云金芽孢桿菌殺蟲晶體蛋白所作用的蚊蟲2、質(zhì)粒的大小，數(shù)量及復(fù)制類型質(zhì)粒的大小差別很大，在天然發(fā)現(xiàn)的質(zhì)粒中，最小的只有2.3kb,最大的質(zhì)粒200kb。質(zhì)粒在細(xì)胞中的數(shù)量決定于拷貝數(shù)，而拷貝數(shù)又決定于復(fù)制類型?？截悢?shù)是指每一細(xì)胞中的質(zhì)粒數(shù)量。F因子這類大質(zhì)粒的拷貝數(shù)只有1－2個，其復(fù)制受到嚴(yán)格的控制。而colE1質(zhì)粒的拷貝數(shù)在10－20個，證

5、明其復(fù)制不受嚴(yán)格的控制?？截悢?shù)測定：細(xì)胞中質(zhì)粒的總量/質(zhì)粒的分子量復(fù)制類型:嚴(yán)緊型（stringentcontrol）質(zhì)粒復(fù)制受嚴(yán)格的控制。如F因子松弛型（relaxedcontrol）質(zhì)粒復(fù)制不受嚴(yán)格的控制。如col因子松弛型質(zhì)?？梢杂靡欢ǖ膶?shí)驗(yàn)手段使其拷貝數(shù)大大擴(kuò)增。如添加氯霉素方法。3、質(zhì)粒的不親和性（Incompatibility）不親和性是指同一細(xì)胞中的質(zhì)粒不能并存的現(xiàn)象。本質(zhì)相同的質(zhì)粒不相親和，所以質(zhì)粒分為若干個不相容群。不能共存在一個細(xì)胞中的質(zhì)粒，屬于同一不相容群，能共存的質(zhì)粒屬于不同的不相容群。三、質(zhì)粒的

6、分離、檢測與純化請自學(xué)此部分內(nèi)容四、質(zhì)粒的復(fù)制和調(diào)節(jié)1、質(zhì)粒的復(fù)制能夠獨(dú)立復(fù)制的單位稱為復(fù)制子（replicon）。質(zhì)粒的復(fù)制以θ型復(fù)制為主，有單向和雙向復(fù)制，以及滾環(huán)復(fù)制。復(fù)制所需蛋白主要來自寄主。質(zhì)粒的復(fù)制起始位點(diǎn)稱為oriV。Ori區(qū)域的功能：A.復(fù)制起始B.決定宿主范圍C.決定拷貝數(shù)2、質(zhì)粒復(fù)制的調(diào)節(jié)1）、抑制物—靶位調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)特點(diǎn)：依賴一小段反向轉(zhuǎn)錄的RNA作為抑制物，通過與目標(biāo)RNA的互補(bǔ)結(jié)合阻止質(zhì)粒復(fù)制起始。目標(biāo)RNA可以是復(fù)制的引物，也可以是復(fù)制所需蛋白的mRNA。以ColE1質(zhì)粒為例：大小為6.6kb,拷

7、貝數(shù)10～20個，單向復(fù)制，完全依賴宿主的復(fù)制酶系。ColE1質(zhì)粒復(fù)制需要一段RNA引物，RNAII為引物前體，需被RNaseH切割加工后才有引物活性。質(zhì)粒本身編碼2個負(fù)調(diào)節(jié)因子：1)RNAI:是反義RNA，110bp,與RNAII5’末端互補(bǔ)，形成雙鏈結(jié)構(gòu)，不被RNaseH所識別。當(dāng)RNAI基因突變時，ColE1質(zhì)粒的拷貝數(shù)可從20個增加至250個。2）Rop蛋白：含有63個氨基酸，以二聚體形式增強(qiáng)和促進(jìn)RNAI和RNAII形成雙鏈。復(fù)制原點(diǎn)：RNA與DNA的轉(zhuǎn)換處RNAII延伸至復(fù)制原點(diǎn)時，被RNaseH切割，產(chǎn)生3

8、’-OH末端，聚合酶以此作為引物合成DNA。ColE1質(zhì)粒的復(fù)制調(diào)控ColE1復(fù)制需要RNA引物RNAII，從復(fù)制原點(diǎn)上游555bp處開始轉(zhuǎn)錄。ColE1編碼2個負(fù)調(diào)節(jié)因子：Rop蛋白和反義RNA－RNAI。RNAI的轉(zhuǎn)錄起始于復(fù)制原點(diǎn)上游445bp處，轉(zhuǎn)錄方向與RNAII相反。因此，與RNAII末端111bp互補(bǔ)。