【文章內(nèi)容簡介】 是對中心法則的補充和豐富。 遺傳信息傳遞的規(guī)律 基因 A 基因 B DNA 轉錄 基因 A 基因 B mRNA 翻譯 蛋白質 A 蛋白質 B 蛋白質 原核生物的染色體與細胞質沒有核膜分開，因此三個過程緊密聯(lián)系 位于同一個操縱子內(nèi)的多個基因共同轉錄為一個大的 mRNA 分子，然后分別翻譯成不同的蛋白質。 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轉錄物 轉錄 加工過程中內(nèi)含子被切除 外顯子 1 外顯子 2 成熟的 mRNA 細胞核 轉運到細胞質外 外顯子 2 外顯子 1 mRNA 翻譯 蛋白質 X 蛋白質 細胞質 真核生物 一、原核生物的質粒 質粒（ plasmid）： 一種獨立于染色體外，能進行自主復制的小型共價閉合環(huán)狀的雙鏈 DNA分子，主要存在于各種微生物細胞中。 第二節(jié) 質粒與轉座因子 1. 質粒的特點 （ 1）結構 通常以超螺旋雙鏈 DNA分子存在于細胞中； 分離后大多是三種構型： CCC型 （ covalently closed circular):共價閉合環(huán)狀 OC型 （ open circular form):開環(huán)型 L型 （ linear form)： 線型 也發(fā)現(xiàn)有線型雙鏈 DNA質粒和 RNA質粒； 質粒分子的大小范圍從 1kb左右到 1000kb； （ 細菌質粒多在 10kb以內(nèi)） 一、原核生物的質粒 麻花狀的超螺旋結構 1. 質粒的特點 一、原核生物的質粒 （ 3） 質 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 質粒的限制性酶切圖譜 （ 2） 質 粒 的 制 備 增殖培養(yǎng) 裂解細胞 蛋白質和 RNA的去除 質粒 DNA與染色體 DNA分離 （ 4）質粒的消除 吖啶類染料、絲裂霉素 C、紫外線、利福平、 重金屬離子、高溫 （ 5）質粒的主要類型 質粒所編碼 的功能和賦 予宿主的表 型效應 致育質粒（ F質粒， F因子） 抗性質粒（ R質粒， R因子） 毒力質粒（ Vi質粒） 細菌素質粒 代謝質粒 隱秘 質粒 （ 6）質粒的特征 ①在細胞質中獨立于染色體之外獨立存在（游離態(tài)），也可以通過交換摻入染色體上，以 附加體 的形式存在； ② 可自我復制，穩(wěn)定遺傳。對生存不是必要的。復制與染色體分開，但同步進行。 ③根據(jù)自我復制能力的不同，可把質粒復制的控制形式分為 嚴緊型 和 松弛型 兩種。 嚴緊型質粒 ：復制與染色體的復制同步 ,低拷貝數(shù)（ 寄主細胞內(nèi)只有 1－ 5個拷貝） 松弛型質粒 ：復制與染色體的復制不同步， 高拷貝數(shù) （ 寄主細胞內(nèi)達到 10－ 200個或更多拷貝） （ 6）質粒的特征 ④可以通過 轉化 、 轉導 或 接合 作用而由一個細菌細胞轉移到另一個菌細胞中，使兩個細胞都成為帶有質粒的細胞；質粒轉移時，它可以單獨轉移，也可以攜帶著染色體（片段）一起進行轉移，所以它可成為 基因工程的載體 。 ⑤ 不同質粒攜帶不同遺傳信息。 ⑥功能多樣化 質粒的親和性和不親和性 幾種質粒在同一宿主細胞內(nèi)皆能復制且能穩(wěn)定遺傳，質粒間有親和性。 親和性（ patibility） 不親和性（ inpatibility ） 含一種質粒的細胞導入另一種質粒，幾代后在細胞內(nèi)只存在一種質粒，而丟失一種質粒，這兩種質粒相互排斥不能共存的關系稱為不親和性。 3. 質粒在基因工程中的應用 優(yōu)點： ? 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； ? 有獨立復制起點； ? 拷貝數(shù)多，外援基因擴增比較快； ? 存在選擇性標記，便于選擇和檢出。 二、原核生物的質粒 克隆載體 應用： 1） 致育質粒 (F質粒、 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） 有關的質粒。 存在于腸道細菌、奈球菌、球菌等。 F因子能以游離狀態(tài) (F+)和以與染色體相結合的狀態(tài) (Hfr)存在于細胞中，又稱為 附加體 。 包括抗藥性和抗重金屬二大類。 抗性質粒在細菌間的傳遞是細菌產(chǎn)生抗藥性的重要原因之一。 R質粒 抗性轉移因子（ RTF） ：轉移和復制基因 抗性決定因子 ：抗性基因 2） 抗性質粒（ R質粒、 R因子） R質粒與耐藥性有關，尤其與多重耐藥性有關。 ① Ti質粒 （ 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，令其轉化成癌細胞（破壞控制細胞分裂的激素調(diào)節(jié)系統(tǒng)）。 ② 大?。?200kb(大型質粒 ) ③ 組成：三個致癌基因。 ? 一些具有重要性狀的外源基因可借 DNA重組技術設法插入到 Ti質粒中，并 進一步使之整合到植物染色體上，以改 變該植物的遺傳性，達到培育植物優(yōu)良 品種的目的。 3） 毒性質粒 Ti質粒是當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粒引起的，這些質粒具有編碼毒素的基因。 ? 編碼各種細菌產(chǎn)生的細菌素 。 ? 大腸桿菌（ E. coli） 產(chǎn)生的細菌素為大腸桿菌素（ colicins） ，而質粒被稱為 Col質粒 （大腸桿菌素質粒）。 ? 大腸桿菌素： 具有通過抑制轉錄、轉譯或能量代謝而專一殺死 近緣 不含 Col質粒 菌株的功能。 細菌素：抑制或殺死其他近緣細菌或同種不同菌株的代謝產(chǎn)物。是由質粒編碼的蛋白質，一般根據(jù)產(chǎn)生菌的種類進行命名。 4） 細菌素質粒 質粒上攜帶有有利于微生物生存的基因，如能降解某些基質的酶，進行共生固氮，或產(chǎn)生抗生素（某些放線菌）等。 5） 代謝質粒 降解質粒： 將復雜的有機化合物降解成能被其作為碳源和能源利用 的簡單形式，環(huán)境保護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）隱秘質粒 不顯示任何表型效應，它們的存在只有通過物理的方法（用凝膠電泳檢測細胞抽提液）才能發(fā)現(xiàn)。 它們存在的生物學意義，目前幾乎不了解。 在應用上，很多隱秘質粒被加以改造作為基因工程的載體 （一般加上抗性基因） 二、轉座因子 (transposable element, TE)的類型 轉座： DNA序列從染色體某一部位轉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) 轉座子 (transposon, Tn) Mu噬菌體 轉座因子又稱為可移動基因、可移動遺傳因子、 跳躍基因 。 轉座因子 位于染色體或質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胞中。 三、轉座因子的類型 轉座因子的特點： 在轉座時，通過轉座因子的復制，將新形成的拷貝轉移到染色體的新部位上。 在轉座因子兩端各有一段一定長度的反向末端重復序列，40－ 1000bp。 TATTA………. TATTA ATAAT………. ATAAT 正向重復 ACT