【正文】 conjugation） 時已介紹 ( R質粒 ) ?抗性質粒：攜帶抗性基因 ,使其宿主微生物對抗生素、化學藥物或重金屬離子等殺菌劑表現(xiàn)出抗性的質粒。 ? 帶有 R質粒的細菌也很少具有性菌毛， 只有 ％的細胞才能向受體菌轉移。只殺死近緣且不含 Col質粒的菌株，而宿主不受其產生的細菌素的影響。 ? 例如一種乳酸細菌產生的細菌素 NisinA能強烈抑制某些 G+ 細菌素的抑菌作用 4．降解質粒 ? 降解質粒： 攜帶降解酶基因 ,與微生物降解某些特殊的難分解的有機物質的能力有關的質粒 。 ? 降解有機質的種類， CAM（樟腦）、 OCT（辛烷）、XYL（二甲苯）、 SAL（水楊酸 〕 和 TOL（甲苯）等。 資環(huán)學院研究農藥降解菌 . 5 致病性質粒 1） 致病性質粒：是宿主微生物對人 、動物或植物具有致病性 , 這些致病菌的致病性是由其所攜帶的致病性質粒引起的 .因為這些質粒具有編碼毒素的基因 ， 其產物 (毒素 )對宿主（ 動物 、 植物 ） 造成傷害 。 能在某些植物根 、 莖部產生冠癭瘤 ， ? Ri質粒 存在于發(fā)根農桿菌中 。 ? Ti質粒也具有與 F質粒相似的 自主轉移能力 ，（ 圖 ） 致病性質粒 根癌農桿菌侵染煙草產生冠癭瘤 發(fā)根農桿菌感染煙草產生發(fā)狀根 根癌農桿菌 Ti質粒的轉移特性 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。 ? 蘇云金桿菌含有編碼 δ 內毒素 (在伴孢晶體中 )的質粒 ， 伴孢晶體的結構基因及調節(jié)基因位于質粒上 。 伴孢晶體 蘇云金芽胞桿菌 毒素蛋白基因 6 共生固氮質粒 ▲ 該 質粒 存在于 根瘤菌 中 , 能控制該菌與相應豆科植物進行共生固氮作用。 ▲少數(shù)共生固氮質粒還能自主經接合作用向其它根瘤菌或農桿菌轉移。例 : ? 沙門氏菌含有乳糖發(fā)酵基因，該基因由質粒編碼。 三、質粒的大小和數(shù)量 ?質粒的大小常用分子量 MD或堿基對數(shù) kb來表示 。 ?常見質粒大小的范圍為 1－ 200kb，個別大質粒可達 800—1000kb。 質粒的數(shù)量： ?質粒的數(shù)量 :指質粒在每一細胞中存在的拷貝數(shù) （ copy number） ，與質粒分子量成反比 ， ?F因子： 12個 /細胞 ?ColE1： 10100個 /細胞 ★ 間接法測定 質粒的數(shù)量 ： ★ 繁殖代數(shù)法 ：采用質粒復制抑制劑 （ 如吖啶橙 、 溴化乙錠等 ） 或突變株 (如溫度敏感突變株 ) 使質粒處于不復制的狀態(tài)下 ， ★ 通過測定開始出現(xiàn)不含質粒供試菌時所經歷的分裂代數(shù) ， 即可推算出質粒在原菌株的拷貝數(shù) 。 ★ 對于△： 3代后出現(xiàn)不帶質粒的細菌（不產細菌素），原來約有 22個質粒 ★對于▲： 7代后出現(xiàn)不帶質粒的細菌（不產細菌素）。 R因子主要是由于抗藥性的轉移而被發(fā)現(xiàn)的。 ? 在能轉移的質粒中，其宿主范圍也有差別。個別質粒 (例如 RP4)能轉移到下列各屬細菌中 ︰ 大腸桿菌 (Escherichia)、變形桿菌 (Proteus)、自生固氮菌 (Azotobacter)、根瘤菌 (Rhizobium) ? P2一類的質粒的轉移范圍則不超出假單胞菌一屬。 五 不親和群 1 能并存在同一細菌中的質粒屬于不同的不親和群，不能并存的質粒屬于同一不親和群 ? fi+表示對致育因子 F具有抑制作用。 ? fi+類型的 R因子在抑制 F因子的同時也抑制它自己，一般認為這就是所謂低頻轉移的原因。 2 fi+和 fi ? fi+表示對致育因子 F具有抑制作用 (fertility inhibition) 。 ? 屬于 fi+類型的 R因子當和 F因子同處于一個細胞中時， F因子的許多表型效應會遭到抑制，包括細胞接合能力，接受雄性專一噬菌體感染的能力，為 F專一抗體凝集的能力等。 3大腸桿菌 K12為宿主的一些質粒的分群 質粒的不親和性 ?是指在沒有選擇壓力的情況下，兩種親緣關系密切的不同質粒，不能夠在同一個寄主細胞系中穩(wěn)定地共存的現(xiàn)象。這樣的兩種質粒稱為不親和質粒。 ? 大多數(shù)質粒都會產生出一種 控制質粒復制的阻遏蛋白質 ，其濃度是與質粒的拷貝數(shù)成正比的 ? 由于每一種質粒的復制速率拷貝數(shù)控制，都是由一對不相容質粒產生的阻遏蛋白質總濃度聯(lián)合調控的， 這種交叉抑制的結果，使細胞中質?？截悢?shù)，比其單獨感染狀態(tài)下的正常拷貝數(shù)減少許多。 特性和來源不 相近的質粒通常屬于 不同的不親和群 。 ▲ 不相容性 ：即屬于同一不親和群的質粒 （ 親緣關系近 ） 不能在同一細胞內共存 。 如 F質粒 。 如 ColE1為代表 。 質粒的復制受到雙重控制的證明 1） 通過誘變劑的處理，篩選溫度敏感的 Flac+菌株。 ? 經過培養(yǎng)以后， 選取在 30℃ 中顯示紅色而在 42℃ 中顯白色的菌落。 ? 第一類在 42℃ 中呈白色，再把培養(yǎng)皿放回到 30℃ 中時菌落轉變?yōu)榧t色， 這是乳糖發(fā)酵結構基因的溫度敏感突變型。 在 42℃ 中 Flac不能復制，因此所有的細菌都成為乳糖不發(fā)酵者，這些細菌再在 30℃ 中培養(yǎng)時菌落都呈白色，因為Flac已在 42℃ 培養(yǎng)時由于不能復制而消失。 然后使它獲得 非溫度敏感的 lac／ Flac+細菌的 Flac+質粒，變成 lac／ Flac+菌株， 觀察這些細菌的乳糖發(fā)酵特性是否為溫度敏感性。 3）使 非溫度敏感的 lacF細菌 獲得 溫度敏感的 lac／Flac+細菌的 Flac+質粒 而成為乳糖發(fā)酵細菌。 這一質粒稱為 Ftslac。 上述實驗證明除了 乳糖發(fā)酵結構基因的溫度敏感突變型以外 ， 另外還存在著 F因子復制的溫度敏感突變型 ，其中一類是由于染色體基因的突變而使 F因子的復制呈溫度敏感狀態(tài)，另一類則屬于 F因子本身的溫度敏感突變型。 3一個能復制的和一個不能復制的復制子相結合后，復制由前者所控制 1） 例 1 F因子復制的溫度敏感細菌有兩種，這兩種細菌在 42℃ 中生長時菌落都呈白色。 lac／ Ftslac細菌在 42℃ 中培養(yǎng)時偶爾出現(xiàn)個別紅色的菌落。這說明 Ftslac和染色體相結合，使它的復制由溫度敏感變?yōu)榉菧囟让舾?。染色體和 Ftslac這兩個復制子已結合成為一個復制子。這一突變型是一個溫度敏感的突變型，所以寫作 dnaAts。 這一菌株不能在 42℃ 中生長 ，因為它的染色體不能在42℃ 中復制。 在這些細菌中染色體 DNA復制的發(fā)動已為 F因子所控制，或者說 突變基因 dnaAts已為整合到染色體上的 F因子所抑制。pSCl01和 ColEl結合起來的質粒稱為 pSCl34。 ? ColEl和 pSC101能夠并存在同一細胞中，作為屬于不同的不親和群的兩個質粒，它們的復制彼此不相干擾，每一細胞的質粒數(shù)是兩者之和。 ? pSCl34在有或沒有正常的 DNA聚合酶的宿主中的行為不同。 ? 在 pSCl34中 pSCl01的復制為 ColEl所帶動，所以它的 16個質粒上都帶有抗性基因，因而宿主細菌的抗藥性也大大地提高了。 某些質粒（ F、 Rl和 pSC101）中發(fā)現(xiàn)有 par基因， 參與質粒在細胞分裂時的分配作用 。 不同類型質粒間的 par基因在功能上可以互補 ，如丟失了 par基因的 R1質粒，可因獲得了來自 pSC101的 par基因，實現(xiàn)質粒在分配上的穩(wěn)定性。 在某些情況下， ColE1能彼此重組而形成多聚體（ multirner）， 使單個細胞內質粒的拷貝數(shù)減少，增加無質粒子細胞的產生。 某些質粒還通過在無質粒細胞中編碼產生特殊的 致死蛋白（ 殺死 無質粒子 細胞 ） 來保證質粒的穩(wěn)定性。 ★轉移性質粒 ? 大腸桿菌的 F質粒、 Rl、 R100、 Co1V、ColIb－ R6K、 RP4 ? 天藍色鏈霉菌 pSCP豌豆根瘤菌 pJ5JI等。 ? 沒有限制作用的宿主細菌如大腸桿菌 C容易接受噬菌體的感染，也容易接受質粒的轉移。 質粒的轉移 1)自主轉移 ★ 質粒轉移從 oriT(DNA轉移起始位點 )開始 。 ★ F質粒轉移只能在 相同 或 相近 的供 、受體菌細胞之間進行 。 2) 誘動轉移 ★ 誘動轉移 ： ColE1和 RSF1010等小質粒由于缺少轉移基因而不能自主轉移 ， 但由于它們含有 bom位點 （ 與 F質粒的 oriT類似 ） 或誘動基因 mob, 因而能夠被帶有 tra基因的轉移質粒如 F質粒等誘動轉移 . ★ 例 :以同時含有 F和 ColE1質粒的E ★ 誘動轉移過程： ☆ 非轉移性質粒在 松弛蛋白 （誘動基因 mob編碼）作用下解旋開始 ☆核酸 內切酶在 bom位點處將質粒一條單鏈切成開鏈環(huán)狀。 ☆ 在 F質粒轉移基因 traJ產物 (轉移因子 )的幫助下，經接合作用過程誘動轉移到受體菌細胞內 。 1 插入序列 (IS) ? 插入序列 :是一段 ，含與轉座相關的基因，存在于染色體、質?；蚴删w上 ,多拷貝。 IS IS Resistance Gene(s) IS IS Resistance Gene(s) 1）結構 :線形 DNA分子， IR 序列 ，游離 MuDNA兩端各接一段寄主 DNA , 整合狀態(tài)時會消失。 ? C基因 編碼的產物對 A基因和 B基因表達有調節(jié)作用 ? 右端含有 G片段。 2 復制型轉座子 轉移到另一位置后原來位置上的轉座子并不消失，所以實際上在這一過程中是由原來位置上的轉座子又復制了一份到另一位置上。 4 反轉錄轉座子：在轉座過程中首先通過反轉錄 ,形成轉座子的 RNA拷貝，然后這一 mRNA的中央部分，即內含子(intron)剪接到另一位置上。最后通過互補DNA(pleInentary DNA． cDNA) 的合成、重組、解離等過程而完成轉座過程 I 保守型和復制型 ? 共同的結構