质粒的分类和提取的主要步骤及作用
浏览次数:1187 发布日期:2022-3-31
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1.根据质粒能否通过细菌的接合作用,可分为接合性质粒和非接合性质粒。接合性质粒带有与接合传递有关的基因。非接合质粒在一定条件下通过与其共存的接合质粒的诱动或转导而传递。
2.根据质粒在细菌内的复制类型可分为两类:严紧控制型和松弛控制型。
严紧控制复制型质粒的复制酶系与染色体DNA复制共用,只能在细胞周期的一定阶段进行复制,当细胞染色体停止复制时,质粒也就不再复制。松弛控制复制型的质粒的复制酶系不受染色体DNA复制酶系的影响,在整个细胞生长周期中随时都可以复制,在染色体复制已经停止时质粒仍能继续复制。
3.根据质粒的不相容性,可分为不相容性和相容性。不相容性指结构相似、密切相关的质粒不能稳定地共存于同一宿主细菌内的现象,反之为相容性。常用于流行病学的调查。
功能:
质粒具有自主复制能力,使其在子代细胞中也能保持恒定的拷贝数,并表达所携带的遗传信息。细菌质粒是DNA重组技术中常用的载体。载体是指把一个有用的外源基因通过基因工程手段,送进受体细胞中去进行增殖和表达的工具。将某种目标基因片段重组到质粒中,构成重组基因或重组体。然后将这种重组体经微生物学的转化技术,转入受体细胞(如大肠杆菌)中,使重组体中的目标基因在受体菌中得以繁殖或表达,从而改变寄主细胞原有的性状或产生新的物质。
从细菌中分离质粒DNA的方法都包括3个基本步骤:
培养细菌使质粒扩增;收集和裂解细胞;分离和纯化质粒DNA。
采用强碱液、加热或溶菌酶(主要针对革兰氏阳性细菌)可以破坏菌体细胞壁,十二烷基磺酸钠(SDS)和TritonX-100(一般很少使用)可使细胞膜裂解。
经溶菌酶和SDS或TritonX-100处理后,细菌染色体DNA会缠绕附着在细胞碎片上,同时由于细菌染色体DNA比质粒大得多,易受机械力和核酸酶等的作用而被切断成不同大小的线性片段。当用强热或酸、碱处理时,细菌的线性染色体DNA变性,而共价闭合环状DNA(CovalentlyclosedcircularDNA,简称cccDNA)的两条链不会相互分开,当外界条件恢复正常时,线状染色体DNA片段难以复性,而是与变性的蛋白质和细胞碎片缠绕在一起,而质粒DNA双链又恢复原状,重新形成天然的超螺旋分子,并以溶解状态存在于液相中。
在细菌细胞内,共价闭环质粒以超螺旋形式存在。在提取质粒过程中,除了超螺旋DNA外,还会产生其它形式的质粒DNA。如果质粒DNA两条链中有一条链发生一处或多处断裂,分子就能旋转而消除链的张力,形成松弛型的环状分子,称开环DNA(OpencircularDNA,简称ocDNA);如果质粒DNA的两条链在同一处断裂,则形成线状DNA(LinearDNA)。当提取的质粒DNA电泳时,同一质粒DNA其超螺旋形式的泳动速度要比开环和线状分子的泳动速度快。