質(zhì)粒(Plasmid)與載體(Vector)的區(qū)別-常用的質(zhì)粒載體種類介紹
一、載體與質(zhì)粒的區(qū)別
1.載體(Vector)的概念
把一個目的基因通過基因工程手段送到生物細胞(受體細胞),,需要運載工具(交通工具)攜帶外源基因進入受體細胞,,這種運載工具就叫做載體(vector)。
基因工程上所用的載體是一類能自我復制的DNA分子,,其中的一段DNA被切除而不影響其復制,,可用以置換或插入外源(目的) DNA而將目的DNA帶入宿主細胞。常用的載體有質(zhì)粒,、噬菌體,、病毒等。
載體的功能及特征:
- 運送外源基因高效轉(zhuǎn)入受體細胞
- 為外源基因提供復制能力或整合能力
- 為外源基因的擴增或表達提供必要的條件
載體應具備的條件:
- 具有針對受體細胞的親緣性或親和性(可轉(zhuǎn)移性)
- 具有與特定受體細胞相適應的復制位點或整合位點
- 具有較高的外源DNA的載裝能力
- 具有多具有合適的篩選標記
- 種單一的核酸內(nèi)切酶識別切割位點
2.質(zhì)粒(Plasmid)的概念
質(zhì)粒是生物細胞內(nèi)固有的,、能獨立于寄主染色體而自主復制,、并被穩(wěn)定遺傳的一類核酸分子。質(zhì)粒常見于原核細菌和真菌中,絕大多數(shù)的質(zhì)粒是DNA型的,,少部分為RNA型,。天然DNA質(zhì)粒大都具有共價、封閉,、環(huán)狀的分子結(jié)構(gòu),,其分子量范圍:1-300 kb。細菌質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體,。
質(zhì)粒的基本特征:
質(zhì)粒的自主復制性:質(zhì)粒能利用寄主細胞的DNA復制系統(tǒng)進行自主復制,,其DNA上的復制子結(jié)構(gòu)決定了質(zhì)粒與寄主的對應關系,并根據(jù)在每個細胞中的分子數(shù)(拷貝數(shù))多寡,,質(zhì)??煞譃閮纱髲椭祁愋停?/p>
- 嚴緊型復制控制的質(zhì)粒 1 - 3 拷貝
- 松弛型復制控制的質(zhì)粒 10 - 60 拷貝
質(zhì)粒的不相容性:任何兩種含有相似復制子結(jié)構(gòu)的不同質(zhì)粒,,不能同時存在于一個細胞中,,這種現(xiàn)象稱為質(zhì)粒的不相容性,不相容性的質(zhì)粒組成不相容性群,。以大腸桿菌的質(zhì)粒為例:
- ColE1,、pMB1 擁有相似的復制子結(jié)構(gòu),彼此不相容,。
- pSC101,、F、RP4 擁有相似的復制子結(jié)構(gòu),,彼此不相容,。
- p15A及其衍生質(zhì)粒擁有相似的復制子結(jié)構(gòu),彼此不相容,。
質(zhì)粒的可轉(zhuǎn)移性:革蘭氏陰性菌的質(zhì)??煞殖蓛纱箢悾?/p>
- 接合型質(zhì)粒——能在天然條件下自發(fā)地從一個細胞轉(zhuǎn)移到另一個細胞(接合作用),,如F,、Col、R質(zhì)粒等,。
- 非接合型質(zhì)?!荒茉谔烊粭l件下獨立地發(fā)生接合作用如Col、R的其它成員,。
值得注意的是,,某些非接合型質(zhì)粒(ColE1)在接合型質(zhì)粒的存在和協(xié)助下,也能發(fā)生DNA轉(zhuǎn)移,,這個過程由 bom 和mob 基因決定
攜帶特殊的遺傳標記:野生型的質(zhì)粒DNA上往往攜帶一個或多個遺傳標記基因,,這使得寄主生物產(chǎn)生正常生長非必需的附加性狀,包括:
- 物質(zhì)抗性:抗生素,、重金屬離子,、毒性陰離子,、有機物等。
- 物質(zhì)合成:抗生素,、細菌毒素,、有機堿等。
這些標記基因?qū)NA重組分子的篩選具有重要意義,。
二,、質(zhì)粒載體的分類
天然存在的野生型質(zhì)粒由于分子量大、拷貝數(shù)低,、單一酶切位點少,、遺傳標記不理想等缺陷,不能滿足克隆載體的要求,,因此往往需要以多種野生型質(zhì)粒為基礎進行人工構(gòu)建,。
質(zhì)粒載體按功能分:
- 克隆載體—都有一個松弛的復制子,能帶動外源基因,,在宿主細胞中復制擴增,。它是用來克隆和擴增DNA片段(基因)的載體。
- 表達載體—具有克隆載體的基本元件(ori,Ampr,Mcs等)還具有轉(zhuǎn)錄/翻譯所必需的DNA順序的載體,。
質(zhì)粒載體按進入受體細胞類型分:
- 原核載體
- 真核載體
- 穿梭載體(sbuttle vector)指在兩種宿主生物體內(nèi)復制的載體分子,,因而可以運載目的基因(穿梭往返兩種生物之間)。穿梭質(zhì)粒含原核和真核生物2個復制子,,以確保兩類細胞中都能擴增,。
質(zhì)粒載體按功能分:
- 高拷貝質(zhì)粒:突變拷貝數(shù)控制基因 拷貝數(shù)1000-3000擴增基因
- 低拷貝質(zhì)粒:來自pSC101 拷貝數(shù)小于10 表達某些毒性基因
- 溫敏質(zhì)粒:在不同溫度下表現(xiàn)出拷貝數(shù)、整合等不同性質(zhì)
- 測序質(zhì)粒:含有測序通用引物互補序列和多酶接頭polylinker
- 整合質(zhì)粒:裝有整合促進基因及位點 便于外源基因的整合
- 探針質(zhì)粒:裝有報告基因 便于啟動子等元件的克隆篩選
三,、常用的幾種質(zhì)粒載體分類
常用表達載體
pET-GST |
pET-His |
pET-Trx |
pET-CKS |
pET-DsbA |
Pllp-OmpA |
pllp-STII |
pMBP-P |
pMBP-C |
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常用克隆載體
pTZ19R DNA |
pUC57 DNA |
PMD18T |
PQE30 |
pUC18 |
pUC19 |
pTrcHisA |
pTrxFus |
pRSET-A |
pRSET-B |
pVAX1 |
PBR322 |
pbv220 |
pBluescript II KS |
pCAMBIA-1301 |
pMAL-p2X |
pGD926 |
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PET系列表達載體
pET-23c(+) | pET-23(+) | pET-12b(+) | pET-12c(+) |
pET-12a(+) | pET-11b(+) | pET-11a(+) | pET-11c(+) |
pET-50b(+) | pET-49b(+) | pET-48b(+) | pET-47b(+) |
pET-26b(+) | pET-32a(+) | pET-21b(+) | pET-22b(+) |
pET-14b | pET-16b | pET-15b | pET-19b
| pET-20b(+) | pET-21d(+) | pET-21c(+) | pET-21b(+) |
pET-21a(+ | pET-24a(+) | pET-24d(+) | pET-25b(+) |
pET-27b(+) | pET-28a(+) | pET-30a(+) | pET-42a(+) |
pET-43.1c(+) | pET-43.1b(+) | pET-43.1a(+) | pET-44a(+) |
pET-44c(+) | pET-46 | pET-37b(+) | pET303/CT-His |
pET302/NT-His | pET300/NT-DEST | pET301/CT-DEST | pET-5b(+) |
pET-17b | pET102/D-TOPO | pET-5a(+) | pET-31b(+) |
pET-3b(+) | pET-43.1 | pET-41 | pET-41a(+) |
pET-28b(+) | pET-42b(+) | pET-3a(+) | pET-23d(+) |
pET-41b(+) | pET-44b(+) | pET-42c(+) | pET-41c(+) |
pET-45b(+) | pET-33b(+) | pET-39b(+) | pET-32 |
pET-40b(+) | pET-32c(+) | pET-32b(+) | pET-30 |
pET-32 | pET-30c(+) | pET-29c(+) | pET-29b(+) |
pET-30 | pET-24c(+) | pET-24b(+) | pET-24(+) |
pET-29a(+) | pET-11d(+) |
PGEX系列表達載體
pGEX-1λT EcoRI/BAP |
pGEX-2T |
pGEX-2TK |
pGEX-3X |
pGEX-4T-1 |
pGEX-4T-2 |
pGEX-4T-3 |
pGEX-5X-1 |
pGEX-5X-2 |
pGEX-5X-3 |
pGEX-6P-1 |
pGEX-6P-2 |
pGEX-6P-3 |
PTYB系列表達載體
PTYB1 |
PTYB2 |
PTYB11 |
PTYB12 |
真核表達載體
pCDNA3.1(-) |
pCDNA3.1(+) |
pPICZ alpha A |
pGAPZαA |
PYES2.0 |
pBI121 |
pEGFP-N1 |
pEGFP-C1 |
pPIC9K |
pPIC3.5K |
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