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質(zhì)粒（plasmid）是一類(lèi)雙鏈閉合環(huán)狀DNA分子的總稱(chēng)，它們在細菌中以獨立于染色體外的方式存在，可以自我復制。一個(gè)質(zhì)粒就是一個(gè)DNA分子，其大小從1kb到200kb（1kb=1000堿基對）。質(zhì)粒廣泛存在于細菌中，某些藍藻、綠藻和真菌細胞中也存在質(zhì)粒。從不同細胞中獲得的質(zhì)粒性質(zhì)存在很大的差別。
常用的細菌質(zhì)粒有F因子、R因子、大腸桿菌素因子等。F質(zhì)粒攜帶有幫助其自身從一個(gè)細胞轉入另一個(gè)細胞的信息，R質(zhì)粒則含有抗生素抗性基因。還有一些質(zhì)粒攜帶著(zhù)參與或控制一些特殊代謝途徑的基因，如降解質(zhì)粒。
雖然質(zhì)粒的復制和遺傳獨立于染色體，但質(zhì)粒的復制和轉錄仍依賴(lài)于宿主所編碼的蛋白質(zhì)和酶。每個(gè)質(zhì)粒都有一段DNA復制起始位點(diǎn)的序列，使質(zhì)粒DNA能在宿主細胞中自我復制。按復制方式，質(zhì)粒分為松弛型和嚴緊型質(zhì)粒。松弛型質(zhì)粒的復制不需要質(zhì)粒編碼的功能蛋白，而完全依賴(lài)于宿主提供的半衰期較長(cháng)的酶來(lái)進(jìn)行，這樣，即使在沒(méi)有進(jìn)行蛋白質(zhì)合成時(shí)，松弛型質(zhì)粒仍然能夠復制。松弛型質(zhì)粒在每個(gè)細胞中可以有10～100個(gè)拷貝，又稱(chēng)為高拷貝質(zhì)粒。嚴緊型質(zhì)粒的復制則要求同時(shí)表達一種由質(zhì)粒編碼的蛋白質(zhì)，在每個(gè)細胞中只有1～4個(gè)拷貝，稱(chēng)為低拷貝質(zhì)粒。在基因工程中一般都使用松弛型載體。
pBR322是人們研究最多、使用最廣泛的載體，具備一個(gè)好載體的所有特征。pBR322大小為4363bp，有一個(gè)復制起點(diǎn)、一個(gè)抗氨芐青霉素基因和一個(gè)抗四環(huán)素基因。質(zhì)粒上有36個(gè)單一的限制性?xún)惹忻肝稽c(diǎn)，包括Hind Ⅲ、EcoR I、BamH I、Sal I、Pst I、Pvu Ⅱ等常用酶切位點(diǎn)。而BamH I、Sal I和Pst I分別位于四環(huán)素和氨芐青霉素抗性基因內。應用該質(zhì)粒的優(yōu)點(diǎn)是：將外源DNA片段在BamH I、Sal I或Pst I位點(diǎn)插入后，可引起抗生素抗性基因失活，從而能方便地篩選出重組菌。如將一個(gè)外源DNA片段插入到BamH I位點(diǎn)時(shí)，四環(huán)素抗性基因（Tet）失活，因此就可以通過(guò)Ampr Tets平板篩選重組菌。
將純化的pBR322質(zhì)粒用一種位于抗生素抗性基因中的限制性?xún)惹忻该附夂�，產(chǎn)生了一個(gè)具有黏性末端單鏈的線(xiàn)性DNA分子，把它與用同樣的限制性?xún)惹忻该附獾哪康幕蚧旌�，在A(yíng)TP存在下，用T4DNA連接酶連接處理后，形成了一個(gè)重組的環(huán)型DNA分子。連接產(chǎn)物中可能包含一些不同連接的混合物，如質(zhì)粒自身環(huán)化的分子等，為了減少這種不正確的連接產(chǎn)物，酶切后的線(xiàn)性分子需先用堿性磷酸酶處理以除去質(zhì)粒末端的5'磷酸基團。T4DNA連接酶不能把兩個(gè)末端都沒(méi)有磷酸基團的線(xiàn)狀質(zhì)粒DNA連接，就減少了自身環(huán)化的可能性。
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