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质粒载体的不稳定性分析

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质粒载体不稳定的现象

•克隆有外源基因的质粒载体转移到大肠杆

菌受体细胞之后，会产生一系列的生理效

应，影响到自身的稳定性、

•可能引起形态学上的变化：丝状现象和脆

性增加。

•产生无质粒的突变体或拷贝数低的突变体。

•结构重排导致无法正常表达的突变体。

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质粒载体不稳定性的类型

•别离不稳定性

•指在细胞分裂的过程中，有一个子细

胞没有获得质粒DNA拷贝，并最终增殖为

无质粒的优势群体

•机构不稳定性

•由转位作用和重组作用所引起的质粒

DNA的重排和丧失。

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结构不稳定性

•原因：DNA的丧失，插入和重排。人工构建的多

个串联启动子的质粒载体容易发生丧失作用。寄

主染色体及质粒载体的IS因子或转位因子，同样

也会引起结构的不稳定性。

•共同特征：同向重复序列之间的同源重组〔short

directrepeat).

•例如：用含有酪氨酸操纵子的多拷贝质粒载体转

换大肠杆菌tryR菌株时，由于IS1因子的插入效应，

结果产生出具有插入或者缺失的修饰型的质粒载体。

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别离的不稳定性

•原因：细胞分裂过程中的质粒的不平均分配。

•由于缺陷性分配〔defectivepartitioning〕

所造成的质粒的丧失现象叫做质粒别离的

不稳定性。

•质粒稳定遗传的两个必要条件：一、平均

每个时代每个质粒至少发生一次复制；二、

细胞分裂时，复制产生的质粒拷贝必须分

配到两个子细胞中去。

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•质粒拷贝分配到子细胞的途径可分为主动

分配和随机分配两种不同的方式。

•主动分配的方式有两种:

1.平均分配--每个子细胞刚好获得一半数目的

质粒拷贝

2.配对位点分配—只有一对质粒呈主动分配，

其他的随机分配。

•由于主动分配存在着有效的质粒拷贝数控

制系统，从而保证了质粒的高度稳定。

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随机分配

•在细胞分裂过程中

质粒拷贝数在两个

子细胞中随机分配。

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影响质粒载体稳定性的主要因素

•新陈代谢符合对质粒载体稳定性的效应

•拷贝数差异对质粒载体稳定性的影响

•寄主重组体系对质粒载体稳定性的效应

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新陈代谢符合对质粒载体稳定性

的效应

•质粒载体增加给宿主细胞DNA复制效应曲

线。即宿主细胞生长速片度与质粒载体的

分子量的大小成正比，克隆的外源DNA段

越大，寄主细胞生长缓慢的时间就越长。

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拷贝数差异对质粒载体稳定性的

影响

•差异：同样的大肠杆菌培养物中，每个细

胞所拥有的质粒载体拷贝数是不尽相同的，

这种不同的细胞个体之间的质粒载体拷贝

数差异程度，简称差度。

•无质粒载体细胞的速度是由分裂细胞中的

质粒载体拷贝平均值数决定的。〔实际质

粒载体拷贝数是实验测定大量细胞的〕

•差度是影响质粒载体丧失的速率，也是造

成质粒载体不稳定的原因之一。

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