基本介紹
在基因工程中質粒常被用做基因的載體。許多細菌除了染色體外，還有大量很小的環狀DNA分子，這就是質粒(plasmid)（補充：部分質粒為RNA）。質粒上常有抗生素的抗性基因，例如，四環素抗性基因或卡那黴素抗性基因等。有些質粒稱為附加體(episome)，這類質粒能夠整合進細菌的染色體，也能從整合位置上切離下來成為游離於染色體外的DNA分子。已發現有質粒的細菌有幾百種，已知的絕大多數的細菌質粒都是閉合環狀DNA分子(簡稱cccDNA)。細菌質粒的相對分子質量一般較小，約為細菌染色體的0.5%～3%。根據相對分子質量的大小，大致上可以把質粒分成大小兩類：較大一類的相對分子質量是40×106以上，較小一類的相對分子質量是10×106以下(少數質粒的相對分子質量介於兩者之間)。每個細胞中的質粒數主要決定於質粒本身的複製特性。
按照複製性質，可以把質粒分為兩類：一類是嚴緊型質粒，當細胞染色體複製一次時，質粒也複製一次，每個細胞內只有1～2個質粒；另一類是鬆弛型質粒，當染色體複製停止後仍然能繼續複製，每一個細胞內一般有20個左右質粒。一般分子量較大的質粒屬嚴緊型。分子量較小的質粒屬鬆弛型。質粒的複製有時和它們的宿主細胞有關，某些質粒在大腸桿菌內的複製屬嚴緊型，而在變形桿菌內則屬鬆弛型。
在基因工程中，常用人工構建的質粒作為載體。人工構建的質粒可以集多種有用的特徵於一體，如含多種單一酶切位點、抗生素耐藥性等。常用的人工質粒運載體有pBR322、pSC101。pBR322含有抗四環素基因(Tcr)和抗氨苄青黴素基因(Apr)，並含有5種內切酶的單一切點。
如果將DNA片段插入EcoRI切點，不會影響兩個抗生素基因的表達。但是如果將DNA片段插入到HindIII、BamHI或SalI切點，就會使抗四環素基因失活。這時，含有DNA插入片段的pBR322將使宿主細菌抗氨苄青黴素，但對四環素敏感。沒有DNA插入片段的pBR322會使宿主細菌既抗氨苄青黴素又抗四環素，而沒有pBR322質粒的細菌將對氨苄青黴素和四環素都敏感。pSC101與pBR322相似，只是沒有抗氨苄青黴素基因和PstI切點。質粒運載體的最大插入片段約為10kb(kb表示為千鹼基對)。
