质粒是一种染色体外的环状DNA分子，存在于细菌和几种真核生物中。它们是细胞内的一种自我复制分子，独立于基因组DNA。因此，在基因工程中，它们可以作为外源DN**段进入各种细胞的载体。这里涉及的分子生物学技术是克隆。基因工程创造出具有新特性的生物。这些新生物被称为转基因生物（GMO）。本文主要介绍基因工程的过程，描述了质粒在通过改变基因组创造新生物中的应用。

覆盖的关键领域

1.什么是质粒-定义，特征2.质粒如何用于基因工程-分子克隆过程

关键词：克隆，DNA，基因工程，转基因生物，质粒

什么是质粒(pla**ids)？

质粒是主要存在于细菌中的环状DNA小分子。它们是染色体外的DNA元素，能够独立于细菌基因组进行复制。质粒中编码的基因帮助细菌在压力条件下生存。在一个细菌细胞内可以自然地产生几个到多个质粒拷贝。质粒可以作为载体携带外源DNA分子进入真核细胞和原核细胞。有助于质粒用作载体的特性如下所述。

质粒特性

1. 质粒可以很容易地从细菌细胞中分离出来。
2. 它们在细胞内具有自我复制能力。
3. 它们由一个或多个限制性内切酶的独特限制位点组成。
4. 外源DN**段的**不能改变质粒的复制特性。
5. 质粒可以依次转化到不同类型的细胞中，并且可以根据转化质粒的抗生素抗性特性来选择转化子。

Figure 1: Pla**ids

质粒如何用于基因工程

基因工程是通过**或删除基因对DNA进行修饰以产生新的生物类型。基因的导入可以通过载体如质粒来完成。基因工程的主要步骤如下。

1. 目的DNA序列的PCR扩增
2. 同一限制性内切酶对DN**段和质粒的消化
3. 连接质粒和外源DN**段，产生重组DNA分子。
4. 将重组DNA分子转化成所需类型的细胞。
5. 转化细胞的选择。

克隆中最常用的载体是从大肠杆菌中分离出来的。大肠杆菌。每个质粒包含三个功能区：复制起始区、抗生素耐药基因和外源基因**的限制性识别位点。一种特殊的限制性内切酶用于切割质粒和外源DN**段。在限制性酶切过程中，环状质粒变为线形，在连接过程中，外源DN**段可以**两端，使质粒再次环状。重组质粒被转化成接受细胞，可以是细菌、酵母、植物或动物细胞。在接受细胞内产生大量重组DNA分子称为克隆。转化的细胞可以通过质粒的耐药性来鉴定。然而，转化子可以包含相互质粒或重组质粒。两种质粒都对抗生素有耐药性。因此，需要另一个基因如LacZ来鉴定重组质粒的转化子。带有重组质粒的转化体称为GMOs。

分子克隆的详细过程如图2所示。

Figure 2: Molecular Cloning

结论

质粒是自然存在于细菌中的环状DNA分子。它们主要含有抗抗生素的基因。质粒在基因工程中被用来将外来的遗传物质转移到不同类型的细胞中。将外源DN**段**质粒中，重组DNA分子转化为受体细胞。转化细胞是根据所用质粒的耐药性来选择的。

引用

“哈维，洛迪什。”用质粒载体克隆DNA 分子细胞生物学。第4版，美国国家医学图书馆，1970年1月1日，www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21498/.