影响质粒在重组细菌中稳定性的因素

摘 要:

质粒在重组菌中的稳定性是基因工程菌实验研究与发酵生产中的重要问题之一。对于一些特定的细菌而言,提高质粒的稳定性具有非常重要的意义。质粒的不稳定性是指重组菌在培养过程中发生突变或丢失,结果使重组菌失去了某些表型特征。宿主菌的遗传特性和质粒的特性两方面因素都会影响质粒的稳定性。

关键词:

质粒在基因工程重组菌中的稳定性是基因工程菌实验研究与发酵生产中的重要问题之一。对于一些特定的菌而言,提高质粒的稳定性具有非常重要的意义。

质粒的不稳定性是指重组菌在培养过程中发生突变或丢失,结果使重组菌失去了某些表型特征。根据重组质粒的变化本质,质粒的不稳定性可分为结构不稳定性和分离不稳定性。质粒的结构不稳定性主要是由于DNA的插入、缺失或重排等引起的不稳定性。分离不稳定性是指细菌在分裂后分离时引起的不稳定性,由于质粒在子代细菌中的分配不均匀而使部分细菌不含质粒,是质粒丢失的主要原因。

质粒的不稳定性常出现于两种情况:一是传代质粒只在许多世代之后才明显产生丢失;二是带有质粒的细菌与无质粒细菌的生长速率不同所导致。外源质粒的存在,对宿主菌是一种代谢负担,当外源基因大量表达时,这种代谢负担就变得尤为严重。

一般情况下,带有重组质粒的宿主菌的生长速率低于无质粒的细菌,由此,质粒的稳定性伴随着生长速率的不同而变化。基因重组菌的比生长速率对质粒的稳定性有很大的影响,在连续传代培养时,在低比生长速率(0.302h-1)下重组质粒只可以完全维持20代。

影响质粒不稳定性的因素主要有两个:

1、宿主菌的遗传特性

质粒的稳定性在很大程度上受宿主菌遗传特性的影响。相对而言,重组质粒在大肠杆菌中比较稳定,在枯草芽孢杆菌和酵母菌中较不稳定。但也有例外,有的质粒在大肠杆菌中不稳定,而在酵母中稳定性很好。

2、质粒的特性

在重组菌中,质粒的大小与拷贝数是影响质粒分离不稳定的重要因素。一般较小的质粒稳定性也较好。质粒拷贝数越多,细菌分裂时出现无质粒子代细菌的概率就越低,质粒就越稳定。

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