转基因质粒载体
质粒(plasmid)是一种能够自主复制的双链闭环附加DNA分子。大部分的质粒虽然都是环状构形,然而目前也发现有少数的质粒属于线性构形,它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中。下面简单介绍常用质粒。
1.pBR322质粒 pBR322是一种早期分子生物学研究常用的质粒克隆载体,现在已被其他更好的载体取代;使用pMB1复制起始位点,在大肠埃希菌里以低拷贝形式(15~20拷贝)存在。大小为4363bp,有抗氨苄西林基因(AmpR)和抗四环素基因(TetR)2个抗生素抗性基因。有BamHⅠ、HindⅢ、 SalⅠ、PstⅠ的单一酶切位点。第一个用DNA分子克隆技术构建的转基因动物是基于pBR322载体。
2.pUC18/19质粒 pUCl8/19质粒长2686bp,是常用的载体,许多载体由此载体改建而来。带有突变的pMB1复制起始位点,为高拷贝质粒(500~700拷贝)。有多个单克隆位点。含有一个 AmpR和一个大肠埃希菌乳糖操纵子β-半乳糖苷酶LacZ的调节片段;一个调节LacZ基因表达的阻遏蛋白(repressor)的基因,可进行蓝白菌落筛选。如果pUC19质粒中插入有目的片段,就会破坏LacZ的结构,导致细胞无法产生功能性LacZ蛋白,无法形成杂合的β-半乳糖苷酶,其菌落是白色的;带有自身环化质粒的细菌能够形成具有活性的β-半乳糖苷酶,其菌落是蓝色的。
3.pBIuescript载体 使用松弛型ColE1复制起始位点,可达到300~500拷贝、克隆位点多、可作蓝白斑筛选,是很热门的分子克隆载体。
质粒载体的缺点:质粒只能克隆小片段DNA,难以包含大的调控目的基因组织特异性表达的天然表达控制元件;质粒随机插入基因组,常受到周围基因的影响,出现常规质粒载体随机整合的位置效应,使目的基因的表达水平不一致。下面介绍的BAC和YAC载体可克服这一缺点。由于BAC和YAC能够克隆大的基因组DNA,所有顺式作用因子和完整的结构基因序列都包含在一个载体内,甚至还包括远距离作用的控制位点序列。插入动物细胞基因组的不同位置,依然具有位置独立性、组织特异性、发育时序性和拷贝数依赖性表达的优点,可达到与内源性基因相当的表达水平,可消除和减弱基因整合后的位置效应。