【正文】 大腸桿菌 粘附抗原 ColVK30 2 大腸桿菌 攝鐵載體 , 免疫機(jī)制抗性 pZA10 56 金黃色葡萄球菌 腸毒素 B Ti 200 根癌農(nóng)桿菌 誘導(dǎo)腫瘤 代 謝 質(zhì)粒 CAM 230 假單胞菌 樟腦降解 SAL 56 假單胞菌 水楊酰降解 TOL 75 惡臭假單胞菌 甲苯降解 pJP4 假單胞菌 2,4二氯苯乙酰降解 pSym 根 瘤菌 共 生 固氮 質(zhì)粒大小和類型 二、 質(zhì)粒的復(fù)制 復(fù)制子 (replicon)是一個復(fù)制單位，細(xì)菌染色體是一個復(fù)制子，每一個質(zhì)粒也是一個復(fù)制子。大腸桿菌染色體的復(fù)制起點稱為 oriC，質(zhì)粒的復(fù)制起點叫做 oriV。在 θ型復(fù)制中，有單向復(fù)制和雙向復(fù)制兩種類型。 1. 質(zhì)粒復(fù)制的方式 質(zhì)粒滾環(huán)復(fù)制示意圖 質(zhì)粒只編碼一種或少數(shù)幾種與復(fù)制有關(guān)的蛋白質(zhì)，而復(fù)制所需要的其他蛋白，如 DNA聚合酶、引物酶、連接酶、RNAH酶、旋轉(zhuǎn)酶(gyrase)和拓?fù)洚悩?gòu)酶 I、 DnaB和DnaC等都是利用寄主的復(fù)制酶體系。 ? 復(fù)制起點是一段特定的 DNA序列 ， 長約幾百堿基對 ， 在其相關(guān)的調(diào)控元件中含有由質(zhì)?；蛩拗魅旧w編碼的 、 參與DNA合成起始調(diào)控因子的結(jié)合位點 。 ? 如果質(zhì)粒 DNA的大部分區(qū)域被去掉 ， 而只保留質(zhì)粒的 ori序列 ， 而且質(zhì)粒是環(huán)狀的 ， 則質(zhì)粒仍然能進(jìn)行復(fù)制 。分子克隆中常用的質(zhì)粒載體就是以這種方法構(gòu)建的 ， 同時用這種方法可以確定哪部分 DNA是 ori區(qū)并研究 ori區(qū)的功能 。 質(zhì)粒的寄主是指質(zhì)粒能在其中自我復(fù)制的生物種類。有些質(zhì)粒如 ColEl類型的質(zhì)粒，包括 pBR32 pET和 pUC具有較窄的寄主范圍，這些質(zhì)粒只在 菌 (Klebsiella)中復(fù)制。廣寄主范圍的質(zhì)粒一般能編碼與復(fù)制起始有關(guān)的所有蛋白，這樣就不依賴于寄主的功能。至今所研究的質(zhì)粒，其復(fù)制調(diào)控一般采用直接或間接的負(fù)調(diào)控機(jī)制，負(fù)調(diào)控因子可以是蛋白質(zhì)、 RNA或 DNA重復(fù)序列。 ?目標(biāo) RNA是質(zhì)粒 DNA復(fù)制的引物或用于編碼復(fù)制所需的 Rep蛋白的 mRNA。 1） ColE1質(zhì)粒的復(fù)制調(diào)控 ColE1為 ，拷貝數(shù) 10~20。 ColE1質(zhì)粒 DNA的復(fù)制，是從一個特定的復(fù)制起點oriV開始，并單向進(jìn)行。 ?RNAⅡ 也叫做復(fù)制引物。 RNAⅡ 前體的合成起始于其復(fù)制起點上游 555bp處的啟動子區(qū)，繼而穿過復(fù)制起點，終止于下游大約 150個核苷酸附近的一個位點。隨后，該 RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物由 RNaseH加工為成熟引物，其切割位點位于復(fù)制起點內(nèi) 5個 A序列中。 5 5 5 b pR N A I I ( p r i m a s e )o r iRNa seH質(zhì)粒 DNA的復(fù)制過程 ?RNAⅠ 是復(fù)制的負(fù)調(diào)節(jié)物 RNAⅠ 可以通過同 RNAⅡ 結(jié)合，以阻止其與模板 DNA發(fā)生雜交作用。故而拷貝數(shù)的控制必須在 DNA復(fù)制啟動時或啟動前進(jìn)行。正常情況下，復(fù)制的起始是由正確折疊與不當(dāng)折疊的 RNA II間相互轉(zhuǎn)化的平衡來控制的，前者可形成穩(wěn)定的雜交體，后者則不能。它折疊成可與新生 RNA II前體結(jié)合的三葉草結(jié)構(gòu)，從而阻止后者折疊成形成穩(wěn)定雜交體所必需的二級結(jié)構(gòu) 。 ?ROM/ROP蛋白對 RNAⅠ 負(fù)調(diào)節(jié)活性的調(diào)控 ?由質(zhì)粒編碼的一種被稱為 ROM(RNAⅠ modulator)或ROP(repressor of primer)的蛋白質(zhì)可提高 RNAⅠ 與RNAⅡ 結(jié)合的效率。 ?ROM是含有 63個氨基酸的多肽的同型二聚體，它由位于colE1復(fù)制起點下游 400個核苷酸處的一個基因所編碼。 ?ROM蛋白與 RNAⅠ 和 RNAⅡ 具有相似的親和力。 rom/rop基因缺失至少可使 colE1質(zhì)?？截悢?shù)提高兩個數(shù)量級。 Ⅱ 2） R1質(zhì)粒的復(fù)制調(diào)控 ?R1質(zhì)粒是 IncFⅡ 類型的代表質(zhì)粒，其復(fù)制調(diào)控也是在RNA和蛋白質(zhì)的作用下進(jìn)行的，但 RNA是間接調(diào)控的。質(zhì)粒剛進(jìn)入細(xì)胞尚無 CopB時， RepA在自身啟動子下迅速轉(zhuǎn)錄；當(dāng)達(dá)到適當(dāng)?shù)目截悢?shù)時， PrepA啟動子被CopB阻遏， RepA只能從 PcopB轉(zhuǎn)錄。 B B B A A A PcopA RNaseⅢ 2. 重復(fù)子 競爭結(jié)合調(diào)控 ?F、 P R6k、 RK RP4和 pSC101等質(zhì)粒是通過 RepA進(jìn)行復(fù)制調(diào)控的，它們在復(fù)制起始位點（ ori）和復(fù)制基因（ rep）附近存在多個 1722bp的 DNA短片段，這些短片段被叫做重復(fù)子（ iteron），含有重復(fù)子序列的質(zhì)粒也叫重復(fù)子質(zhì)粒（ iteron plasmid）。 轉(zhuǎn)錄自體調(diào)控（ transcriptional autoregulation）：RepA蛋白通過與自身啟動子區(qū)結(jié)合而抑制自身的合成 ?質(zhì)粒濃度較低時， RepA只與一個質(zhì)粒結(jié)合；質(zhì)粒濃度較高時， RepA通過與重復(fù)子序列的結(jié)合使兩個質(zhì)粒聯(lián)結(jié)在一起，因此阻止了質(zhì)粒的復(fù)制。 偶聯(lián)模型（ coupling or handcuffing model）： 重復(fù)子序列間的相互作用使兩個質(zhì)粒偶聯(lián)在一起，從而抑制了質(zhì)粒復(fù)制的起始。這種現(xiàn)象稱為質(zhì)粒的不相容性（ inpatibility）。 ? 質(zhì)粒的不相容性也是與質(zhì)粒復(fù)制起始的控制密切相關(guān)的。 由于阻遏物的結(jié)合是隨機(jī)的，因此兩個質(zhì)粒在 子 代細(xì)胞中的出現(xiàn)幾率相等，即各占 50％。 ? 有些質(zhì)粒能夠穩(wěn)定地存在于同一細(xì)胞中，是因為控制拷貝數(shù)的機(jī)制完全不同。 有些細(xì)菌在同一個細(xì)胞中可以含有幾種不同類型的質(zhì)粒，例如， Borrelia burgdorferi （ 博氏疏螺旋體 ） 含有 17種不同類型的環(huán)狀和線狀質(zhì)粒。 因此，也可以根據(jù)復(fù)制子是否相同來劃分質(zhì)粒的不相容群，攜帶有相同復(fù)制子的不同質(zhì)粒屬于同一不相容群，它們不能共存于同一細(xì)菌中。例如 p15A、 R6K、 F能與 colE1質(zhì)粒相容。 每個世代每個質(zhì)粒平均都必須至少發(fā)生一次復(fù)制； 當(dāng)細(xì)胞分裂時 ， 復(fù)制產(chǎn)生的質(zhì)?？截惐仨毱骄峙? 到兩個子細(xì)胞中去 。 （ 2） 質(zhì)粒上的分配體系 （ par） 。目前已對 F、 R1分配機(jī)制進(jìn)行了深入研究。 在 F質(zhì)粒中 par區(qū)是同復(fù)制起點緊密相鄰的，而在 R1質(zhì)粒中則是遠(yuǎn)離其復(fù)制起點。 ?主動分配體系的 par區(qū) GGTCTGATTATTAGTCTGGGACCACGGTCCCACTCGTATCGTC CCAGACTAATAATCAGACCCTGGTGCCAGGGTGAGCATAGCAG 35 10 SD sopA sopB sopC SopA SopB 在 F質(zhì)粒中， par區(qū)由 sopA和 sopB兩個基因及 sopC區(qū)組成 sopA和 sopB反式作用基因 sopC:順式作用位點，也叫類著絲粒位點 12個 43bp的正向重復(fù)序列 SopB與 sopC區(qū)結(jié)合，形成蛋白 核酸復(fù)合物，該復(fù)合物參與質(zhì)粒的分配。 有一對 7bp的反向重復(fù)序列 SopA蛋白與 sopAB轉(zhuǎn)錄單位的啟動子區(qū)的操縱基因結(jié)合 ，對其轉(zhuǎn)錄進(jìn)行調(diào)控； SopB蛋白雖不能與 sopAB操縱子的啟動 子 結(jié)合 ， 但它能促進(jìn) SopA蛋白的結(jié)合能力 。 復(fù)制 質(zhì)粒分配 細(xì)胞分裂 質(zhì)粒 分配復(fù)合體 復(fù)制體 一種尚未知的結(jié)構(gòu)很快地將兩個質(zhì)粒移向細(xì)胞的兩極。質(zhì)粒復(fù)制后，分配蛋白與 sopC位點結(jié)合形成分配復(fù)合物。 ?F質(zhì)粒基因組中控制寄主致死功能的基因 ccdA和