【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是對(duì)中心法則的補(bǔ)充和豐富。 遺傳信息傳遞的規(guī)律 基因 A 基因 B DNA 轉(zhuǎn)錄 基因 A 基因 B mRNA 翻譯 蛋白質(zhì) A 蛋白質(zhì) B 蛋白質(zhì) 原核生物的染色體與細(xì)胞質(zhì)沒(méi)有核膜分開(kāi)，因此三個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系 位于同一個(gè)操縱子內(nèi)的多個(gè)基因共同轉(zhuǎn)錄為一個(gè)大的 mRNA 分子，然后分別翻譯成不同的蛋白質(zhì)。 遺傳信息傳遞 外顯子 1 外顯子 2 內(nèi)含子 1 內(nèi)含子 2 基因 X DNA 外顯子 1 外顯子 2 內(nèi)含子 1 內(nèi)含子 2 初始 RNA轉(zhuǎn)錄物 轉(zhuǎn)錄 加工過(guò)程中內(nèi)含子被切除 外顯子 1 外顯子 2 成熟的 mRNA 細(xì)胞核 轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)外 外顯子 2 外顯子 1 mRNA 翻譯 蛋白質(zhì) X 蛋白質(zhì) 細(xì)胞質(zhì) 真核生物 一、原核生物的質(zhì)粒 質(zhì)粒（ plasmid）： 一種獨(dú)立于染色體外，能進(jìn)行自主復(fù)制的小型共價(jià)閉合環(huán)狀的雙鏈 DNA分子，主要存在于各種微生物細(xì)胞中。 第二節(jié) 質(zhì)粒與轉(zhuǎn)座因子 1. 質(zhì)粒的特點(diǎn) （ 1）結(jié)構(gòu) 通常以超螺旋雙鏈 DNA分子存在于細(xì)胞中； 分離后大多是三種構(gòu)型： CCC型 （ covalently closed circular):共價(jià)閉合環(huán)狀 OC型 （ open circular form):開(kāi)環(huán)型 L型 （ linear form)： 線型 也發(fā)現(xiàn)有線型雙鏈 DNA質(zhì)粒和 RNA質(zhì)粒； 質(zhì)粒分子的大小范圍從 1kb左右到 1000kb； （ 細(xì)菌質(zhì)粒多在 10kb以內(nèi)） 一、原核生物的質(zhì)粒 麻花狀的超螺旋結(jié)構(gòu) 1. 質(zhì)粒的特點(diǎn) 一、原核生物的質(zhì)粒 （ 3） 質(zhì) 粒 的 鑒 定 電鏡 瓊脂糖凝膠電泳 聚丙烯酰胺凝膠電泳 密度梯度離心 質(zhì)粒的限制性酶切圖譜 （ 2） 質(zhì) 粒 的 制 備 增殖培養(yǎng) 裂解細(xì)胞 蛋白質(zhì)和 RNA的去除 質(zhì)粒 DNA與染色體 DNA分離 （ 4）質(zhì)粒的消除 吖啶類染料、絲裂霉素 C、紫外線、利福平、 重金屬離子、高溫 （ 5）質(zhì)粒的主要類型 質(zhì)粒所編碼 的功能和賦 予宿主的表 型效應(yīng) 致育質(zhì)粒（ F質(zhì)粒， F因子） 抗性質(zhì)粒（ R質(zhì)粒， R因子） 毒力質(zhì)粒（ Vi質(zhì)粒） 細(xì)菌素質(zhì)粒 代謝質(zhì)粒 隱秘 質(zhì)粒 （ 6）質(zhì)粒的特征 ①在細(xì)胞質(zhì)中獨(dú)立于染色體之外獨(dú)立存在（游離態(tài)），也可以通過(guò)交換摻入染色體上，以 附加體 的形式存在； ② 可自我復(fù)制，穩(wěn)定遺傳。對(duì)生存不是必要的。復(fù)制與染色體分開(kāi)，但同步進(jìn)行。 ③根據(jù)自我復(fù)制能力的不同，可把質(zhì)粒復(fù)制的控制形式分為 嚴(yán)緊型 和 松弛型 兩種。 嚴(yán)緊型質(zhì)粒 ：復(fù)制與染色體的復(fù)制同步 ,低拷貝數(shù)（ 寄主細(xì)胞內(nèi)只有 1－ 5個(gè)拷貝） 松弛型質(zhì)粒 ：復(fù)制與染色體的復(fù)制不同步， 高拷貝數(shù) （ 寄主細(xì)胞內(nèi)達(dá)到 10－ 200個(gè)或更多拷貝） （ 6）質(zhì)粒的特征 ④可以通過(guò) 轉(zhuǎn)化 、 轉(zhuǎn)導(dǎo) 或 接合 作用而由一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)菌細(xì)胞中，使兩個(gè)細(xì)胞都成為帶有質(zhì)粒的細(xì)胞；質(zhì)粒轉(zhuǎn)移時(shí)，它可以單獨(dú)轉(zhuǎn)移，也可以攜帶著染色體（片段）一起進(jìn)行轉(zhuǎn)移，所以它可成為 基因工程的載體 。 ⑤ 不同質(zhì)粒攜帶不同遺傳信息。 ⑥功能多樣化 質(zhì)粒的親和性和不親和性 幾種質(zhì)粒在同一宿主細(xì)胞內(nèi)皆能復(fù)制且能穩(wěn)定遺傳，質(zhì)粒間有親和性。 親和性（ patibility） 不親和性（ inpatibility ） 含一種質(zhì)粒的細(xì)胞導(dǎo)入另一種質(zhì)粒，幾代后在細(xì)胞內(nèi)只存在一種質(zhì)粒，而丟失一種質(zhì)粒，這兩種質(zhì)粒相互排斥不能共存的關(guān)系稱為不親和性。 3. 質(zhì)粒在基因工程中的應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)： ? 體積小，便于 DNA的分離與操作； ? 呈環(huán)狀，在分離中保持穩(wěn)定的性能； ? 有獨(dú)立復(fù)制起點(diǎn)； ? 拷貝數(shù)多，外援基因擴(kuò)增比較快； ? 存在選擇性標(biāo)記，便于選擇和檢出。 二、原核生物的質(zhì)粒 克隆載體 應(yīng)用： 1） 致育質(zhì)粒 (F質(zhì)粒、 F因子、致育因子 ) 大小約 100kb， 這是最早發(fā)現(xiàn)的一種與大腸桿菌的有性生殖現(xiàn)象（接合作用） 有關(guān)的質(zhì)粒。 存在于腸道細(xì)菌、奈球菌、球菌等。 F因子能以游離狀態(tài) (F+)和以與染色體相結(jié)合的狀態(tài) (Hfr)存在于細(xì)胞中，又稱為 附加體 。 包括抗藥性和抗重金屬二大類。 抗性質(zhì)粒在細(xì)菌間的傳遞是細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的重要原因之一。 R質(zhì)粒 抗性轉(zhuǎn)移因子（ RTF） ：轉(zhuǎn)移和復(fù)制基因 抗性決定因子 ：抗性基因 2） 抗性質(zhì)粒（ R質(zhì)粒、 R因子） R質(zhì)粒與耐藥性有關(guān)，尤其與多重耐藥性有關(guān)。 ① Ti質(zhì)粒 （ tumorinducing plasmid） 存在于根癌土壤桿菌中，引起雙子葉植物根癌。特殊片段 T— DNA整合－植物 DNA中，令其轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞（破壞控制細(xì)胞分裂的激素調(diào)節(jié)系統(tǒng)）。 ② 大?。?200kb(大型質(zhì)粒 ) ③ 組成：三個(gè)致癌基因。 ? 一些具有重要性狀的外源基因可借 DNA重組技術(shù)設(shè)法插入到 Ti質(zhì)粒中，并 進(jìn)一步使之整合到植物染色體上，以改 變?cè)撝参锏倪z傳性，達(dá)到培育植物優(yōu)良 品種的目的。 3） 毒性質(zhì)粒 Ti質(zhì)粒是當(dāng)前植物基因工程中使用最廣、效果最佳的克隆載體。 TDNA可攜帶外源基因整合到植物基因組 許多致病菌的致病性是由其所攜帶的質(zhì)粒引起的，這些質(zhì)粒具有編碼毒素的基因。 ? 編碼各種細(xì)菌產(chǎn)生的細(xì)菌素 。 ? 大腸桿菌（ E. coli） 產(chǎn)生的細(xì)菌素為大腸桿菌素（ colicins） ，而質(zhì)粒被稱為 Col質(zhì)粒 （大腸桿菌素質(zhì)粒）。 ? 大腸桿菌素： 具有通過(guò)抑制轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯或能量代謝而專一殺死 近緣 不含 Col質(zhì)粒 菌株的功能。 細(xì)菌素：抑制或殺死其他近緣細(xì)菌或同種不同菌株的代謝產(chǎn)物。是由質(zhì)粒編碼的蛋白質(zhì)，一般根據(jù)產(chǎn)生菌的種類進(jìn)行命名。 4） 細(xì)菌素質(zhì)粒 質(zhì)粒上攜帶有有利于微生物生存的基因，如能降解某些基質(zhì)的酶，進(jìn)行共生固氮，或產(chǎn)生抗生素（某些放線菌）等。 5） 代謝質(zhì)粒 降解質(zhì)粒： 將復(fù)雜的有機(jī)化合物降解成能被其作為碳源和能源利用 的簡(jiǎn)單形式，環(huán)境保護(hù)方面具有重要的意義。 假單胞菌：具有降解一些有毒化合物，如芳香簇化合物 (苯 )、農(nóng)藥、辛烷和樟腦等的能力。 6）隱秘質(zhì)粒 不顯示任何表型效應(yīng)，它們的存在只有通過(guò)物理的方法（用凝膠電泳檢測(cè)細(xì)胞抽提液）才能發(fā)現(xiàn)。 它們存在的生物學(xué)意義，目前幾乎不了解。 在應(yīng)用上，很多隱秘質(zhì)粒被加以改造作為基因工程的載體 （一般加上抗性基因） 二、轉(zhuǎn)座因子 (transposable element, TE)的類型 轉(zhuǎn)座： DNA序列從染色體某一部位轉(zhuǎn)移到同一染色體上另一部位或其它染色體上某一部位的現(xiàn)象。 插入序列 (insertion sequence, IS) 轉(zhuǎn)座子 (transposon, Tn) Mu噬菌體 轉(zhuǎn)座因子又稱為可移動(dòng)基因、可移動(dòng)遺傳因子、 跳躍基因 。 轉(zhuǎn)座因子 位于染色體或質(zhì)粒上的一段能改變自身位置的 DNA序列，廣泛分布于原核和真核細(xì)胞中。 三、轉(zhuǎn)座因子的類型 轉(zhuǎn)座因子的特點(diǎn)： 在轉(zhuǎn)座時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)座因子的復(fù)制，將新形成的拷貝轉(zhuǎn)移到染色體的新部位上。 在轉(zhuǎn)座因子兩端各有一段一定長(zhǎng)度的反向末端重復(fù)序列，40－ 1000bp。 TATTA………. TATTA ATAAT………. ATAAT 正向重復(fù) ACT