載(zai)體質(zhi)粒(li)的基本(ben)定義(yi)和特(te)性(xing)

更新(xin)時(shi)間(jian)：2025-10-21

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壹(yi)、載(zai)體與(yu)質(zhi)粒(li)的基本(ben)定義(yi)

載(zai)體（Vector）
指通(tong)過重組(zu) DNA 技術，將(jiang)有用的目的 DNA 片(pian)段(duan)送(song)入受體細(xi)胞進行(xing)繁殖(zhi)和表達(da)的工具(ju)，細(xi)菌質(zhi)粒(li)是(shi)其(qi)中(zhong)常(chang)用(yong)類型。
質(zhi)粒(li)（Plasmid）的基本(ben)特征

結構：染(ran)色體外(wai)的雙(shuang)鏈(lian)、閉環 DNA 分(fen)子，大小 1-200kb，以(yi)超螺旋狀態存在於(yu)宿主(zhu)細(xi)胞。
存在範圍(wei)：主(zhu)要存在於(yu)細(xi)菌、放(fang)線(xian)菌(jun)和真(zhen)菌細(xi)胞中(zhong)。
功(gong)能(neng)：具(ju)有自(zi)主(zhu)復(fu)制(zhi)和轉(zhuan)錄能(neng)力(li)，能(neng)在子代(dai)細(xi)胞中(zhong)保(bao)持(chi)恒定(ding)拷(kao)貝(bei)數並(bing)表達(da)遺(yi)傳(chuan)信(xin)息。
宿主(zhu)依(yi)賴(lai)：復(fu)制(zhi)和轉(zhuan)錄需(xu)依(yi)賴宿主(zhu)細(xi)胞的酶和蛋(dan)白(bai)質(zhi)，離(li)開宿主(zhu)無(wu)法(fa)存活；但(dan)宿主(zhu)無(wu)質(zhi)粒(li)也(ye)可(ke)正常(chang)存活。
天然(ran)質(zhi)粒(li)舉(ju)例：F 質(zhi)粒(li)（F 因(yin)子 / 性質(zhi)粒(li)）、R 質(zhi)粒(li)（抗(kang)藥(yao)性因(yin)子）、Col 質(zhi)粒(li)（產(chan)大(da)腸(chang)桿(gan)菌(jun)素因子）。

復(fu)制(zhi)類(lei)型(xing)	復(fu)制(zhi)特(te)點(dian)	拷(kao)貝(bei)數	典型例子	氯黴素(su)影響(xiang)
緊(jin)密(mi)控制(zhi)型（Stringent control）	僅在細(xi)胞周期特(te)定(ding)階段(duan)復(fu)制(zhi)，染(ran)色體不(bu)復(fu)制(zhi)時(shi)也(ye)停(ting)止(zhi)	每(mei)個(ge)細(xi)胞 1 - 幾個	F 因(yin)子	復(fu)制(zhi)停(ting)止(zhi)
松(song)弛(chi)控制(zhi)型（Relaxed control）	整(zheng)個(ge)細(xi)胞周期可(ke)隨(sui)時(shi)復(fu)制(zhi)	每(mei)個(ge)細(xi)胞 20 個以(yi)上(shang)	Col E1 質(zhi)粒(li)	繼(ji)續復(fu)制(zhi)，拷(kao)貝(bei)數擴增(zeng)至(zhi) 1000-3000 個(ge)（占總 DNA 40-50%）

同(tong)壹(yi)復(fu)制(zhi)系(xi)統(tong)的不(bu)同(tong)質(zhi)粒(li)：無(wu)法(fa)在同(tong)壹(yi)宿主(zhu)細(xi)胞共存，因復(fu)制(zhi)和分(fen)配(pei)時(shi)競爭(zheng)，幾代(dai)後少(shao)數(shu)質(zhi)粒(li)會(hui)丟(diu)失，僅存壹(yi)種(zhong)。
不(bu)同(tong)復(fu)制(zhi)系(xi)統(tong)的質(zhi)粒(li)：可(ke)在同(tong)壹(yi)宿主(zhu)細(xi)胞中(zhong)穩(wen)定(ding)共(gong)存。

質(zhi)粒(li)含(han)編(bian)碼特(te)定(ding)酶的基因，表型(xing)包(bao)括(kuo)：

保(bao)留(liu)核(he)心(xin)功(gong)能(neng)：人(ren)工添(tian)加 1 個及(ji)以(yi)上(shang)選擇(ze)性標(biao)記基因（如(ru)抗生(sheng)素(su)抗(kang)性基因）、含(han)多個(ge)限(xian)制性內切酶(mei)識(shi)別位(wei)點(dian)的多克隆位(wei)點(dian)序(xu)列(lie)。
簡化結(jie)構(gou)：去(qu)除(chu)大部(bu)分(fen)非(fei)必(bi)需(xu)序(xu)列，減小(xiao)分(fen)子量，便於(yu)基因工程操作(zuo)。
輔助(zhu)序列：攜(xie)帶多用途(tu)序(xu)列(lie)，如(ru)肉(rou)眼鑒定(ding)重組(zu)克隆、產(chan)生(sheng)單鏈(lian) DNA（用(yong)於(yu)測序(xu)）、體外(wai)轉(zhuan)錄外(wai)源 DNA、鑒定(ding)片(pian)段(duan)插入方(fang)向(xiang)、外源基因大(da)量表達(da)。

大(da)小(xiao)多為(wei) 1-10kb，如(ru) pBR322、pUC 系(xi)列、pGEM 系(xi)列、pBluescript（pBS）。

培養細(xi)菌：使質(zhi)粒(li)擴增(zeng)；
裂(lie)解(jie)細(xi)胞：用溶菌酶(mei)破壞細(xi)胞壁(bi)，十二(er)烷(wan)基磺酸(suan)鈉(na)（SDS）或(huo) Triton X-100 裂(lie)解(jie)細(xi)胞膜；
分(fen)離(li)純化：

染(ran)色體 DNA：纏(chan)繞於(yu)細(xi)胞碎片(pian)，因(yin)分(fen)子大易斷裂為線性片(pian)段(duan)，經(jing)熱 / 酸 / 堿(jian)處(chu)理後變性，難以(yi)復(fu)性(xing)；
質(zhi)粒(li) DNA（共(gong)價閉合(he)環(huan)狀 DNA，cccDNA）：變性後可(ke)復(fu)性(xing)，以(yi)超螺旋形式(shi)溶於(yu)液(ye)相(xiang)。

超螺旋 DNA：天然(ran)狀態，共價閉環，電(dian)泳泳(yong)動(dong)速(su)度最(zui)快(kuai)；
開環 DNA（ocDNA）：壹(yi)條(tiao)鏈(lian)壹(yi)處(chu)或(huo)多(duo)處(chu)斷(duan)裂，形成(cheng)松(song)弛(chi)環狀；
線狀 DNA（Linear DNA）：兩(liang)條(tiao)鏈(lian)在同(tong)壹(yi)處(chu)斷(duan)裂(lie)，電(dian)泳泳(yong)動(dong)速(su)度最(zui)慢(man)。