江蘇優(yōu)潔生物:什么是質(zhì)粒DNA？
發(fā)布時(shí)間：
2023-10-19
質(zhì)粒是一種非常特殊的小遺傳元件。它由存在于許多細(xì)菌物種中的環(huán)狀雙鏈 DNA 組成，能夠獨(dú)立于染色體 DNA 進(jìn)行自我復(fù)制。這種能力已經(jīng)賦予它“特殊”的類別，但還有更多。通常，質(zhì)粒中發(fā)現(xiàn)的基因編碼細(xì)菌生存所需的蛋白質(zhì)或擁有提供遺傳優(yōu)勢(shì)的基因。抗生素抗性基因就是一個(gè)例子，它使細(xì)菌能夠快速適應(yīng)限制其生長(zhǎng)的條件。但質(zhì)粒不僅可以通過提供新功能來實(shí)現(xiàn)適應(yīng)，還可以通過改變其拷貝數(shù)來實(shí)現(xiàn)適應(yīng)。這可以導(dǎo)致高基因表達(dá)和高突變率，這對(duì)細(xì)菌是有用的。但為什么質(zhì)粒如今得到如此廣泛的應(yīng)用呢？
江蘇優(yōu)潔生物:什么是質(zhì)粒DNA？
質(zhì)粒是一種非常特殊的小遺傳元件。它由存在于許多細(xì)菌物種中的環(huán)狀雙鏈 DNA 組成，能夠獨(dú)立于染色體 DNA 進(jìn)行自我復(fù)制。這種能力已經(jīng)賦予它“特殊”的類別，但還有更多。通常，質(zhì)粒中發(fā)現(xiàn)的基因編碼細(xì)菌生存所需的蛋白質(zhì)或擁有提供遺傳優(yōu)勢(shì)的基因。抗生素抗性基因就是一個(gè)例子，它使細(xì)菌能夠快速適應(yīng)限制其生長(zhǎng)的條件。但質(zhì)粒不僅可以通過提供新功能來實(shí)現(xiàn)適應(yīng)，還可以通過改變其拷貝數(shù)來實(shí)現(xiàn)適應(yīng)。這可以導(dǎo)致高基因表達(dá)和高突變率，這對(duì)細(xì)菌是有用的。但為什么質(zhì)粒如今得到如此廣泛的應(yīng)用呢？
從發(fā)現(xiàn)到生物技術(shù)應(yīng)用
盡管質(zhì)粒 DNA 在 1967 年首次被分離出來，但它的存在早在 20 世紀(jì) 40 年代就已為人所知。當(dāng)時(shí)的科學(xué)家還不知道它的功能，但這并不妨礙他們給它命名。質(zhì)粒 DNA 的第一個(gè)定義只有四個(gè)詞：“任何染色體外遺傳元件”，由約書亞·萊德伯格 (Joshua Lederberg) 于 1952 年創(chuàng)造。第一個(gè)定義沒有被保留并不奇怪，因?yàn)楸M管這是一個(gè)很好的嘗試，但我們現(xiàn)在知道一些質(zhì)粒暫時(shí)整合到染色體DNA中。
幾年后，羅莎琳德·富蘭克林 (Rosalind Franklin) 對(duì) DNA 結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了質(zhì)粒 DNA 及其未來的生物技術(shù)應(yīng)用。一旦知道了結(jié)構(gòu)，只需要幾年的時(shí)間就能弄清楚其功能。當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到DNA是遺傳信息的載體時(shí)，質(zhì)粒可以用于基因傳遞就變得很清楚了。這一發(fā)現(xiàn)得出這樣的結(jié)論：質(zhì)粒對(duì)于細(xì)菌進(jìn)化至關(guān)重要，我們也可以利用它們。一旦它們被分離出來，它們就開始被用作基因工程工具。不可能不是這樣，因?yàn)樗鼈兒芊€(wěn)定并且很容易進(jìn)行基因改造，并且可以將其他物種的基因插入其中。在這一點(diǎn)上，將會(huì)有很大的可能性。
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