【正文】 定義和特點 (1)、定義： 凡游離于原核生物核基因組之外，具有獨立復制能力的小型共價閉合環(huán)狀的 dsDNA分子，即 cccDNA，稱為 質(zhì)粒 （ plasmid） 。 (2)、特點 a 質(zhì)粒具有麻花狀的超螺旋結(jié)構(gòu)，大小 ~300kb，分子量 106~108，相當于 1%核基因組大小。 b 質(zhì)粒上攜帶核基因缺少的基因，具接合、產(chǎn)毒、抗藥、固氮、產(chǎn)特殊酶等作用。 c 是一種獨立存在于胞內(nèi)的復制子。 d 少數(shù)質(zhì)?？稍诓煌觊g轉(zhuǎn)移。 e 還有重組功能，可在質(zhì)粒與質(zhì)粒間、質(zhì)粒與核染色體間發(fā)生基因重組。 質(zhì)粒在基因工程中的應(yīng)用 質(zhì)粒的分離與鑒定 (1)、分離過程：細胞裂解 蛋白質(zhì)和 RNA的去除 質(zhì)粒 DNA與染色體 DNA的分離 (2)、鑒定： a 電鏡 b 瓊脂糖或聚丙烯酰胺凝膠電泳 c 密度剃度離心法 質(zhì)粒的種類 按其作用分為 5大類 有：接合性、抗藥性、產(chǎn)細菌素和抗生素、具生理功能的和產(chǎn)毒質(zhì)粒 質(zhì)粒的三種構(gòu)型 典型質(zhì)粒介紹 (1)、 F質(zhì)粒 ★ 構(gòu)成： ★ 作用：決定性別并有轉(zhuǎn)移能力 ★ 存在菌：大腸桿菌、假單胞菌屬、鏈球菌屬 (2)、 R質(zhì)粒 ★ 構(gòu)成： 抗性轉(zhuǎn)移因子 RTF：含調(diào)節(jié) DNA復制和拷貝數(shù)的基因及轉(zhuǎn)移基因，具轉(zhuǎn)移功能。 抗性決定子 ：無轉(zhuǎn)移功能，含各種抗性基因。 ★ 作用： a 抗多種抗生素藥物，且能把抗藥基因傳遞到其他腸道細菌中，對傳染病防治有害。 b 可用作菌種篩選時的選擇性標記或改造成外源基因的克隆載體。 ★ 存在菌：痢疾志賀氏菌 (3)、 col質(zhì)粒 (又叫大腸桿菌素質(zhì)粒 ) 大腸桿菌素 ：由 ，具有通過抑制復制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯或能量代謝等方式而專一地殺死它種腸道菌或同種其他菌株的能力 col E1： 無接合作用，是松弛型控制、多拷貝的 種類 可用于重組 DNA的研究和體外復制系統(tǒng)上。 及作用 col Ib： 與 F因子相似，具有通過接合而轉(zhuǎn)移的功 能，屬嚴緊型控制。 存在菌 ： 大腸桿菌 (4)、 Ti質(zhì)粒 (誘癌質(zhì)粒或冠癭質(zhì)粒 ) 構(gòu)成 ：毒性區(qū) (Vir)、接合轉(zhuǎn)移區(qū) (Con)、 復制起始區(qū) (Ori)、 TDNA區(qū) 作用 ： a Ti質(zhì)粒上的 TDNA片段會與植物細胞的核基因組整合，合成 冠癭堿，破壞控制細胞分裂的激素調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使其轉(zhuǎn)為癌細胞。 b 因 TDNA可攜帶任何外援基因整合到植物基因組中，可作為植物基因工程中的克隆載體。 存在菌 ：根癌土壤桿菌或根癌農(nóng)桿菌 (5)、 Ri質(zhì)粒 與 Ti質(zhì)粒相似，但不形成癌，僅生出可再生新植株的毛狀根。 作用 ：毛狀根離體培養(yǎng)，可合成次生代謝物，可作外源基因的載體。 存在菌 ：根瘤菌屬 (6)、 mage質(zhì)粒 (巨大質(zhì)粒 ) 含有與共生固氮相關(guān)的基因。存在于 根瘤菌屬。 (7)、降解性 質(zhì)粒 作用 ：可為降解復雜有機物的酶編碼，如 CAM(樟腦 )質(zhì)粒、 OCT(辛烷 )質(zhì)粒、 TOL(甲苯 )質(zhì)粒、XYL(二甲苯 )質(zhì)粒、 NAP(萘 )質(zhì)粒等。 存在菌 ： 假單胞菌屬 第二節(jié) 基因突變 一、基因突變的概念 基因突變 ：簡稱突變，是指細胞內(nèi)（或病毒粒子內(nèi)）遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量突然發(fā)生的可遺傳的變化。從自然界分離的菌株稱野生型，突變后的菌株稱突變型（株） 狹義 ：基因突變（點突變）：只涉及 DNA分子一對堿基或少數(shù)幾對堿基的變化。 廣義 ：包括染色體畸變和基因突變。 染色體畸變： 某些因素使 DNA發(fā)生大的損傷，使染色體產(chǎn)生畸變，結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)缺失 、重復 、倒位 和易位的現(xiàn)象 ，數(shù)目上有所增減。 二、基因突變的類型 按 突變株表型 分 營養(yǎng)缺陷型： 喪失合成某些生長因子的能力 選擇性突變株 抗性突變型： 對藥物或致死物理因子產(chǎn)生抗性 條件致死突變型 ： 某條件能生長，另條件不能 分 形態(tài)突變型： 個體或菌落形態(tài)發(fā)生變異 非選擇性突變株 抗原突變型： 細胞抗原結(jié)構(gòu)發(fā)生變異 產(chǎn)量突變型： 代謝產(chǎn)物產(chǎn)量變異 從突變產(chǎn)生的原因來分 自發(fā)突變： 是指某些微生物在自然條件下，沒有人工參與而發(fā)生的基因改變。 誘發(fā)突變： 利用誘變因素提高突變率，使基因發(fā)生改變， 誘發(fā)突變常用于微生物育種。 從回復性分 正向突變： 野生型基因可以通過突變?yōu)橥蛔冃突颉? 回復突變： 突變型基因會再次發(fā)生突變而成為野生型基因 三、突變率 ：某一細胞（或病毒粒子）在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率。 突變率可用某一單位群體在每一世代產(chǎn)生突變株的數(shù)目表示。 四、基因突變的特點 自發(fā)性； 不對應(yīng)性（性狀與原因） 稀有性； 獨立性； 可誘變性； 穩(wěn)定性； 可逆性。 五、基因突變自發(fā)性和不對應(yīng)性的實驗證明 Luria 的變量試驗 (1)、試驗方法 (2)、試驗結(jié)果 分裝的平皿抗 噬菌落數(shù)相差大 而不分裝的基本 相同。 結(jié)論： 噬菌體性狀的產(chǎn) 生，非環(huán)境因素 誘導，是自發(fā)產(chǎn) 生。 Newbe的涂布試驗 (1)、試驗方法 自發(fā)突變假說 獲得免疫性假說 (2)、試驗結(jié)果： 重新涂布平板 上微菌落后， 長出抗性菌落 遠高于未重新 涂布的。 結(jié)論：抗性突變 發(fā)生在與 T1 噬菌體接觸前。 1個 小菌落生長 時產(chǎn)生抗噬 菌體突變 影印平板培養(yǎng)法 (1)、試驗方法 (2)、試驗結(jié)論：自發(fā)突變與環(huán)境條件無關(guān) 含鏈霉素 不含鏈霉素 六、基因突變及其機制 轉(zhuǎn)換： A T變?yōu)?G T 堿基置換 顛換 :A T變?yōu)?C T 點突變