分子生物學(xué)載體ppt課件(已修改)
2025-05-15 18:09 本頁面
【正文】 第四章第四章 基因工程載體基因工程載體? 載體載體 （（ Vectors））?在基因工程操作中，把能攜帶外源 DNA進入受體細胞的 DNA分子叫載體。?載體是 DNA雙鏈分子。?載體 DNA分子中是有一段生長擴增的非必需區(qū)，該區(qū)經(jīng)人工改造后可插入外源的 DNA，并可轉(zhuǎn)入宿主細胞中，使外源 DNA與載體 DNA共同擴增。載體的功能1. 為外源基因提供轉(zhuǎn)入受體細胞的轉(zhuǎn)移能力為外源基因提供轉(zhuǎn)入受體細胞的轉(zhuǎn)移能力；；2. 為外源基因提供在受體細胞中的復(fù)制或整為外源基因提供在受體細胞中的復(fù)制或整合能力；合能力；3. 為外源基因提供在受體細胞中的擴增和表為外源基因提供在受體細胞中的擴增和表達提供必要的條件能力。達提供必要的條件能力。理想載體至少必備的條件① 能在宿主細胞中自主復(fù)制② 容易進入宿主細胞③ 容易插入外來核酸片段④ 容易從宿主細胞中分離純化，便于重組操作⑤ 具有合適的篩選標(biāo)記⑥ 具有針對受體細胞的親緣性或親和性 （可轉(zhuǎn)移性）目前的主要載體? 質(zhì)粒（ Plasmid）? 單鏈 DNA噬菌體 M13 ? ?噬菌體的衍生物 ? 柯斯質(zhì)粒（ Cosmid）? 動物病毒（ virus）? 細菌人工染色體 (BAC)? 酵母人工染色體 (YAC) 大腸桿菌的質(zhì)粒大腸桿菌的質(zhì)粒? 獨立于染色體以外的能獨立于染色體以外的能 自主復(fù)制、自主復(fù)制、 并能被穩(wěn)定遺 傳的一類 雙鏈閉合環(huán)狀雙鏈閉合環(huán)狀 DNA分子。分子。? 存在于細菌、霉菌、藍藻、酵母等細胞中。存在于細菌、霉菌、藍藻、酵母等細胞中。? 分子量：分子量： 1300 kb。? 編碼基因少：編碼基因少： 2—3 個中等大小的蛋白質(zhì)。如：個中等大小的蛋白質(zhì)。如： 抗菌素抗性、代謝特征等，賦予細菌一些額外的抗菌素抗性、代謝特征等，賦予細菌一些額外的 特性（非必須）。特性（非必須）。? 環(huán)形狀：雙鏈環(huán)狀環(huán)形狀：雙鏈環(huán)狀 DNA。 質(zhì)粒（質(zhì)粒（ plasmid））質(zhì)粒 DNA的空間構(gòu)型? SC構(gòu)型 :兩條核苷酸鏈均保持著完整的環(huán)形 結(jié)構(gòu)， DNA呈現(xiàn)超螺旋。? OC構(gòu)型 :兩條鏈中只有一條保持著完整的環(huán) 形結(jié)構(gòu)，另一條鏈出現(xiàn)缺口，稱之 為開環(huán) DNA。? L 構(gòu)型 : DNA雙鏈均發(fā)生斷裂而形成線性分 子。? 質(zhì)粒空間構(gòu)型與電泳速率質(zhì)?？臻g構(gòu)型與電泳速率 分子量相同的，分子量相同的， scDNA最快、最快、 l DNA次之、次之、 ocDNA最最 慢。慢。SCOCL 質(zhì)粒的生物學(xué)基本特性 1. 自主復(fù)制性自主復(fù)制性 ? 攜帶有自己的復(fù)制起始區(qū)（ ori），它能獨立于宿主細胞的染色體 DNA而自主復(fù)制。? 質(zhì)粒能利用寄主細胞的 DNA復(fù)制系統(tǒng)進行自主復(fù)制。2. 生物不相容性（生物不相容性（ Inpatibility ））有時不同的質(zhì)?？赏瑫r共存在于一個細菌內(nèi)，有時不同的質(zhì)粒可同時共存在于一個細菌內(nèi)，但但同群質(zhì)粒同群質(zhì)粒 （不同的，但親緣性高）不能共存于（不同的，但親緣性高）不能共存于同同一細胞一細胞 ，這種現(xiàn)象稱為質(zhì)粒的 不相容性 。同群質(zhì)粒同群質(zhì)粒 含有相似復(fù)制子結(jié)構(gòu)的不同質(zhì)粒。以大腸桿菌的質(zhì)粒為例：? ColE pMB1 擁有相似的復(fù)制子結(jié)構(gòu)，彼此不相容? pSC10 F、 RP4 擁有相似的復(fù)制子結(jié)構(gòu)，彼此不相容? p15A及其衍生質(zhì)粒擁有相似的復(fù)制子結(jié)構(gòu)，彼此不相容質(zhì)粒的生物學(xué)基本特性質(zhì)粒的不相容性分子機制? 兩種含有不同復(fù)制子結(jié)構(gòu)的不同質(zhì)粒，在復(fù)制兩種含有不同復(fù)制子結(jié)構(gòu)的不同質(zhì)粒，在復(fù)制時各受自己的拷貝數(shù)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，致使兩時各受自己的拷貝數(shù)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，致使兩種質(zhì)粒的最終拷貝數(shù)恒定，因此在經(jīng)過若干復(fù)種質(zhì)粒的最終拷貝數(shù)恒定，因此在經(jīng)過若干復(fù)制周期和細胞分裂周期后仍能共處于同一細胞制周期和細胞分裂周期后仍能共處于同一細胞內(nèi)。內(nèi)。? 兩種含有相似復(fù)制子結(jié)構(gòu)的不同質(zhì)粒，在復(fù)制兩種含有相似復(fù)制子結(jié)構(gòu)的不同質(zhì)粒，在復(fù)制時受到同一種拷貝數(shù)控制系統(tǒng)的干擾，致使兩時受到同一種拷貝數(shù)控制系統(tǒng)的干擾，致使兩種質(zhì)粒的最終拷貝數(shù)不同，其中拷貝數(shù)多的質(zhì)種質(zhì)粒的最終拷貝數(shù)不同，其中拷貝數(shù)多的質(zhì)粒在以后的細胞分裂周期中更具優(yōu)勢。粒在以后的細胞分裂周期中更具優(yōu)勢。 部分質(zhì)粒含有部分質(zhì)粒含有 tra基因，指令宿主細基因，指令宿主細胞產(chǎn)生菌毛，合成細胞表面物質(zhì)，促使宿主細胞胞產(chǎn)生菌毛，合成細胞表面物質(zhì)，促使宿主細胞與受體細胞接合，導(dǎo)致遺傳物質(zhì)從一細胞轉(zhuǎn)移至與受體細胞接合，導(dǎo)致遺傳物質(zhì)從一細胞轉(zhuǎn)移至另一細胞中。另一細胞中。 質(zhì)粒在宿主細胞中保持著一定的拷貝數(shù)質(zhì)粒在宿主細胞中保持著一定的拷貝數(shù)。 質(zhì)粒只能在宿主的細胞內(nèi)復(fù)制。質(zhì)粒只能在宿主的細胞內(nèi)復(fù)制。質(zhì)粒的生物學(xué)基本特性7. 攜帶特殊的遺傳標(biāo)記 野生型的質(zhì)粒 DNA上往往攜帶一個或多個遺傳標(biāo)記基因，這使得寄主生物產(chǎn)生正常生長非必需的附加性狀，包括：? 物質(zhì)抗性：重金屬離子、毒性陰離子、有機物? 物質(zhì)合成：抗生素、細菌毒素、有機堿等。這些標(biāo)記基因?qū)?DNA重組分子的篩選具有重要意義。質(zhì)粒的生物學(xué)基本特性 質(zhì)粒的類型質(zhì)粒的類型（（ 1）按轉(zhuǎn)移性分）按轉(zhuǎn)移性分 革蘭氏陰性菌的質(zhì)粒可分成兩大類：? 接合型質(zhì)粒接合型質(zhì)粒 能在天然條件下自發(fā)地從一個細胞轉(zhuǎn)移到另一個細胞（接合作用），如 F、 Col、 R質(zhì)粒等? 非接合型質(zhì)粒非接合型質(zhì)粒
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