质粒与噬菌体有什么区别?在应用上有哪些不同?
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质粒与噬菌体有什么区别?在应用上有哪些不同?
小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
質(zhì)粒是位于細(xì)菌體內(nèi)的小型環(huán)狀DNA分子,主要控制細(xì)菌的次級(jí)代謝。而噬菌體是DNA病毒。用質(zhì)粒做運(yùn)載體時(shí),只改變質(zhì)基因。?用噬菌體或病毒就可以改變核基因了。?在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,質(zhì)粒的受體細(xì)胞只有細(xì)菌和酵母菌,用來(lái)生產(chǎn)某些激素之類(lèi)的產(chǎn)物,我們稱(chēng)他們?yōu)椤肮こ叹薄?而用噬菌體或病毒做運(yùn)載體時(shí),受體細(xì)胞有細(xì)菌,酵母菌,動(dòng)植物細(xì)胞,一般采用受精卵,或早期胚胎,幼嫩的莖尖等,這時(shí)候改變的就是核基因了。像基因治療,基因工程培育高產(chǎn)農(nóng)作物,都是改變的核基因,有的不需要運(yùn)載體,基因在體外重組后用顯微注射技術(shù)直接將重組基因?qū)胧芫选?br/>
一般的可以用來(lái)克隆的質(zhì)粒載體不能超過(guò)10kb,我們常用的質(zhì)粒載體如pBR322,它自身大小4.36kb,那么我們的外源基因的長(zhǎng)度就不能超過(guò)6kb。大多數(shù)質(zhì)粒的攜帶量不能超過(guò)8kb。常用的噬菌體載體包括M13噬菌體載體和λ噬菌體載體。M13噬菌體載體的優(yōu)點(diǎn)是它使人們可以獲得單鏈的被克隆的DNA,但是M13噬菌體載體可容納DNA片段很有限,通常認(rèn)為100bp就是它的上限了。為此,人們開(kāi)發(fā)出了M13和質(zhì)粒的雜交載體——噬菌體質(zhì)粒(plagemids),pEMBL8就是這類(lèi)的載體,但是這類(lèi)質(zhì)粒必須要有正常的M13作為輔助噬菌體來(lái)提供必要的復(fù)制酶和蛋白質(zhì)外殼。用這種噬菌體質(zhì)粒可以攜帶不超過(guò)3kb的DNA片段。λ噬菌體載體最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以用來(lái)克隆大片段的DNA分子,這些DNA分子的長(zhǎng)度可從5kb到25kb,它們很難用質(zhì)粒載體或M13載體來(lái)處理。λ噬菌體載體常被用來(lái)構(gòu)建基因組文庫(kù)。
1.質(zhì)粒載體質(zhì)粒載體主要用于DNA分子的亞克隆,表達(dá)外源蛋白,DNA序列的測(cè)定和基因的體外重新構(gòu)建等。優(yōu)點(diǎn):1.與外源DNA重組操作簡(jiǎn)便;2.外源DNA在質(zhì)粒載體中相對(duì)較穩(wěn)定,3.質(zhì)粒DNA的制備和純化方便,快速簡(jiǎn)單,所以得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn):1.它容納外源DNA片段有限,通常最多為15kb左右,因?yàn)楫?dāng)質(zhì)粒大于15kb時(shí),轉(zhuǎn)化效率明顯下降。質(zhì)粒載體與外源DNA重組原理見(jiàn)圖1。1.1 質(zhì)粒的基本特性 質(zhì)粒通過(guò)細(xì)菌間的結(jié)合作用,從雄性體轉(zhuǎn)移到雌性體,是細(xì)菌有性繁殖的性因子。1946年,萊德伯格(Lederburg)和塔特姆(Tatum)發(fā)現(xiàn)的F因子是最早發(fā)現(xiàn)的質(zhì)粒,1952年,由Lederburg正式命名為質(zhì)粒。確切地講,質(zhì)粒是細(xì)菌內(nèi)的共生遺傳因子,它能在細(xì)菌中垂直遺傳并賦予宿主細(xì)胞一些表型,例如對(duì)抗生素的抗性,產(chǎn)生抗生素,降解復(fù)雜有機(jī)化合物及限制酶與修飾酶等。質(zhì)粒是一個(gè)雙鏈、閉環(huán)的DNA分子,其大小為1~200kb,它們都是獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外進(jìn)行復(fù)制和遺傳的輔助性遺傳單位,但它們又依賴(lài)于宿主編碼的酶和蛋白質(zhì)來(lái)進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,它是比病毒更簡(jiǎn)單的原始生命。它有以下4個(gè)特性:(1)復(fù)制能力:質(zhì)粒DNA的復(fù)制要由復(fù)制細(xì)菌染色體的多種酶系來(lái)完成,但不同質(zhì)粒在宿主菌內(nèi)復(fù)制起始階段的機(jī)理以及所采用的酶系迥然不同,并且在宿主菌內(nèi)復(fù)制的程度也相差懸殊。(2)不相容性:利用同一復(fù)制系統(tǒng)的不同質(zhì)粒,在細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖幾代后,不能穩(wěn)定地共存于細(xì)菌的一個(gè)單細(xì)胞中,稱(chēng)之為不相容性質(zhì)粒。例如:帶有ColEl和pMBl復(fù)制子的質(zhì)粒彼此不相容;而帶有pSC101和p15A復(fù)制子的質(zhì)粒卻彼此相容。(3)轉(zhuǎn)移性:在自然條件下,許多質(zhì)粒都能通過(guò)細(xì)菌結(jié)合作用轉(zhuǎn)移到新宿主菌內(nèi),而質(zhì)粒上的mob基因?yàn)檗D(zhuǎn)移所必需的基因;同時(shí)在質(zhì)粒上還需要nic/bom位點(diǎn)。(4)賦予宿主細(xì)胞一些遺傳表型,如對(duì)抗生素的抗性。1.2 作為載體粒所具備的條件(1)分子相對(duì)較小,3~10kb;(2)具有松馳型的復(fù)制子,如ColEl,pMBl;(3)在復(fù)制子外,存在一個(gè)或幾個(gè)單一的內(nèi)切酶位點(diǎn);(4)具有篩選標(biāo)記。2 以λ噬菌體載體為例λ噬菌體載體迄今為止研究得最為詳盡的一種大腸桿菌雙鏈DNA噬菌體,它主要用于cDNA文庫(kù)和DNA文庫(kù)的構(gòu)建。不同的λ噬菌體載體能容納外源DNA片段的長(zhǎng)度約為0~25kb。2.1 λ噬菌體的基本特性和工作原理:λ噬菌體的基因組是一長(zhǎng)度為50kb的雙鏈DNA分子。在λ噬菌體顆粒內(nèi),該DNA分子為一線狀分子,其末端為長(zhǎng)12個(gè)核苷酸的互補(bǔ)單鏈(粘端)。當(dāng)λ噬菌體進(jìn)入宿主細(xì)胞后,其粘端被宿主細(xì)胞的DNA連接酶連接并形成閉環(huán)DNA分子,該DNA分子在感染早期充當(dāng)轉(zhuǎn)錄模板。λ噬菌體有2種生長(zhǎng)過(guò)程,即裂解性生長(zhǎng)和溶源性生長(zhǎng)。裂解性生長(zhǎng)過(guò)程包括:吸附,立即早期轉(zhuǎn)錄,延遲早期轉(zhuǎn)錄,DNA復(fù)制,晚期轉(zhuǎn)錄,噬菌體的組裝和裂解。λ噬菌體載體與外源DNA重組原理見(jiàn)圖2。2.2 λ噬菌體作為載體所要具備的條件 (1)具有自我復(fù)制能力;(2)含有多種限制內(nèi)切酶的單一位點(diǎn);(3)具有選擇性標(biāo)記以區(qū)別轉(zhuǎn)化與非轉(zhuǎn)化細(xì)胞;(4)分子量較小以便DNA體外操作。
質(zhì)粒和病毒在作為基因工程載體時(shí)是有所區(qū)別的。利用病毒作為基因運(yùn)載體時(shí),所帶的基因一般還需要轉(zhuǎn)到受體細(xì)胞的染色體DNA中去,才能成為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。質(zhì)粒的情況也可以是這樣,但大多數(shù)情況下不是如此。質(zhì)粒一旦帶有人所需要的新基因,它本身就可能成為一種穩(wěn)定的重組DNA。進(jìn)人受體細(xì)胞后,它多半不需要把所帶的基因轉(zhuǎn)到受體細(xì)胞的染色體上去,這樣的質(zhì)粒就會(huì)進(jìn)行自我復(fù)制,異源性DNA也得到了復(fù)制。這就是利用質(zhì)粒作為基因運(yùn)載體表現(xiàn)優(yōu)越的地方。所以目前進(jìn)行的基因工程操作,多用質(zhì)粒作為基因的運(yùn)載體 。
一般的可以用來(lái)克隆的質(zhì)粒載體不能超過(guò)10kb,我們常用的質(zhì)粒載體如pBR322,它自身大小4.36kb,那么我們的外源基因的長(zhǎng)度就不能超過(guò)6kb。大多數(shù)質(zhì)粒的攜帶量不能超過(guò)8kb。常用的噬菌體載體包括M13噬菌體載體和λ噬菌體載體。M13噬菌體載體的優(yōu)點(diǎn)是它使人們可以獲得單鏈的被克隆的DNA,但是M13噬菌體載體可容納DNA片段很有限,通常認(rèn)為100bp就是它的上限了。為此,人們開(kāi)發(fā)出了M13和質(zhì)粒的雜交載體——噬菌體質(zhì)粒(plagemids),pEMBL8就是這類(lèi)的載體,但是這類(lèi)質(zhì)粒必須要有正常的M13作為輔助噬菌體來(lái)提供必要的復(fù)制酶和蛋白質(zhì)外殼。用這種噬菌體質(zhì)粒可以攜帶不超過(guò)3kb的DNA片段。λ噬菌體載體最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以用來(lái)克隆大片段的DNA分子,這些DNA分子的長(zhǎng)度可從5kb到25kb,它們很難用質(zhì)粒載體或M13載體來(lái)處理。λ噬菌體載體常被用來(lái)構(gòu)建基因組文庫(kù)。
1.質(zhì)粒載體質(zhì)粒載體主要用于DNA分子的亞克隆,表達(dá)外源蛋白,DNA序列的測(cè)定和基因的體外重新構(gòu)建等。優(yōu)點(diǎn):1.與外源DNA重組操作簡(jiǎn)便;2.外源DNA在質(zhì)粒載體中相對(duì)較穩(wěn)定,3.質(zhì)粒DNA的制備和純化方便,快速簡(jiǎn)單,所以得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn):1.它容納外源DNA片段有限,通常最多為15kb左右,因?yàn)楫?dāng)質(zhì)粒大于15kb時(shí),轉(zhuǎn)化效率明顯下降。質(zhì)粒載體與外源DNA重組原理見(jiàn)圖1。1.1 質(zhì)粒的基本特性 質(zhì)粒通過(guò)細(xì)菌間的結(jié)合作用,從雄性體轉(zhuǎn)移到雌性體,是細(xì)菌有性繁殖的性因子。1946年,萊德伯格(Lederburg)和塔特姆(Tatum)發(fā)現(xiàn)的F因子是最早發(fā)現(xiàn)的質(zhì)粒,1952年,由Lederburg正式命名為質(zhì)粒。確切地講,質(zhì)粒是細(xì)菌內(nèi)的共生遺傳因子,它能在細(xì)菌中垂直遺傳并賦予宿主細(xì)胞一些表型,例如對(duì)抗生素的抗性,產(chǎn)生抗生素,降解復(fù)雜有機(jī)化合物及限制酶與修飾酶等。質(zhì)粒是一個(gè)雙鏈、閉環(huán)的DNA分子,其大小為1~200kb,它們都是獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外進(jìn)行復(fù)制和遺傳的輔助性遺傳單位,但它們又依賴(lài)于宿主編碼的酶和蛋白質(zhì)來(lái)進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,它是比病毒更簡(jiǎn)單的原始生命。它有以下4個(gè)特性:(1)復(fù)制能力:質(zhì)粒DNA的復(fù)制要由復(fù)制細(xì)菌染色體的多種酶系來(lái)完成,但不同質(zhì)粒在宿主菌內(nèi)復(fù)制起始階段的機(jī)理以及所采用的酶系迥然不同,并且在宿主菌內(nèi)復(fù)制的程度也相差懸殊。(2)不相容性:利用同一復(fù)制系統(tǒng)的不同質(zhì)粒,在細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖幾代后,不能穩(wěn)定地共存于細(xì)菌的一個(gè)單細(xì)胞中,稱(chēng)之為不相容性質(zhì)粒。例如:帶有ColEl和pMBl復(fù)制子的質(zhì)粒彼此不相容;而帶有pSC101和p15A復(fù)制子的質(zhì)粒卻彼此相容。(3)轉(zhuǎn)移性:在自然條件下,許多質(zhì)粒都能通過(guò)細(xì)菌結(jié)合作用轉(zhuǎn)移到新宿主菌內(nèi),而質(zhì)粒上的mob基因?yàn)檗D(zhuǎn)移所必需的基因;同時(shí)在質(zhì)粒上還需要nic/bom位點(diǎn)。(4)賦予宿主細(xì)胞一些遺傳表型,如對(duì)抗生素的抗性。1.2 作為載體粒所具備的條件(1)分子相對(duì)較小,3~10kb;(2)具有松馳型的復(fù)制子,如ColEl,pMBl;(3)在復(fù)制子外,存在一個(gè)或幾個(gè)單一的內(nèi)切酶位點(diǎn);(4)具有篩選標(biāo)記。2 以λ噬菌體載體為例λ噬菌體載體迄今為止研究得最為詳盡的一種大腸桿菌雙鏈DNA噬菌體,它主要用于cDNA文庫(kù)和DNA文庫(kù)的構(gòu)建。不同的λ噬菌體載體能容納外源DNA片段的長(zhǎng)度約為0~25kb。2.1 λ噬菌體的基本特性和工作原理:λ噬菌體的基因組是一長(zhǎng)度為50kb的雙鏈DNA分子。在λ噬菌體顆粒內(nèi),該DNA分子為一線狀分子,其末端為長(zhǎng)12個(gè)核苷酸的互補(bǔ)單鏈(粘端)。當(dāng)λ噬菌體進(jìn)入宿主細(xì)胞后,其粘端被宿主細(xì)胞的DNA連接酶連接并形成閉環(huán)DNA分子,該DNA分子在感染早期充當(dāng)轉(zhuǎn)錄模板。λ噬菌體有2種生長(zhǎng)過(guò)程,即裂解性生長(zhǎng)和溶源性生長(zhǎng)。裂解性生長(zhǎng)過(guò)程包括:吸附,立即早期轉(zhuǎn)錄,延遲早期轉(zhuǎn)錄,DNA復(fù)制,晚期轉(zhuǎn)錄,噬菌體的組裝和裂解。λ噬菌體載體與外源DNA重組原理見(jiàn)圖2。2.2 λ噬菌體作為載體所要具備的條件 (1)具有自我復(fù)制能力;(2)含有多種限制內(nèi)切酶的單一位點(diǎn);(3)具有選擇性標(biāo)記以區(qū)別轉(zhuǎn)化與非轉(zhuǎn)化細(xì)胞;(4)分子量較小以便DNA體外操作。
質(zhì)粒和病毒在作為基因工程載體時(shí)是有所區(qū)別的。利用病毒作為基因運(yùn)載體時(shí),所帶的基因一般還需要轉(zhuǎn)到受體細(xì)胞的染色體DNA中去,才能成為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。質(zhì)粒的情況也可以是這樣,但大多數(shù)情況下不是如此。質(zhì)粒一旦帶有人所需要的新基因,它本身就可能成為一種穩(wěn)定的重組DNA。進(jìn)人受體細(xì)胞后,它多半不需要把所帶的基因轉(zhuǎn)到受體細(xì)胞的染色體上去,這樣的質(zhì)粒就會(huì)進(jìn)行自我復(fù)制,異源性DNA也得到了復(fù)制。這就是利用質(zhì)粒作為基因運(yùn)載體表現(xiàn)優(yōu)越的地方。所以目前進(jìn)行的基因工程操作,多用質(zhì)粒作為基因的運(yùn)載體 。
總結(jié)
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