質粒的前世今生–調控質粒的複製量

質粒複製數量是指存在於宿主細胞內的質粒平均數量,這個複製數目可以由三個因素決定:

Origin of replication (ori) 的種類。有的複製源序列能強力誘導宿主細胞的DNA複製機制,由ori序列的強弱而導致質粒複製數量的多少;

質粒的長短。更長的質粒在細胞內複製的時候需要用多更多的細胞資源,對細胞自身的新陳代謝來說是一個負擔;

細胞的培養環境。

質粒的前世今生–調控質粒的複製量

在入手一個新質粒之前,可以先大致瞭解下這個質粒的複製源序列有多強,再根據自身實驗的情況調整其他條件,以達到自己需求的複製數量。如下圖所示,常見質粒複製源所代表的質粒大概複製能力。

調節宿主細胞的生長溫度。有一些複製源序列的激活與否是和細胞自身的生長速度有關的,當我們調節細胞生長的溫度,使得細胞加速或延緩生長,是有可能調節質粒的複製數量。

細菌細胞氯黴素調節(Chloramphenicol amplification)。這個方法對許多帶有pMB1複製源的低複製質粒有作用。氯黴素抑制細胞內蛋白的合成,因而導致細胞自身分裂能裡的降低(沒有蛋白了,基因組不好複製了,其他細胞複製過程也不易實現了)。同時質粒複製所需蛋白也會停止產出,但這些蛋白的壽命都一般較長,所以在細胞停止複製後,還能繼續進行質粒複製,最終導致平均每個細胞中的質粒數量會增加。

避免巨大的質粒的使用。超長的質粒會需求更多的細胞資源來複制,增加細胞負擔,降低細胞自身的複製能力,因此最後也降低了質粒的複製總量。



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