基因組與染色質
質粒(plasmid)
/ PLAZ-mid /
一個細菌把它必需的指令保存在自己的主染色體上,就像一部手機把作業系統放在內建儲存裡一樣。但它還可以攜帶一些小小的、可有可無的額外 DNA「應用」,這些 DNA 不屬於主染色體,可以被獲取、丟棄或分享。質粒就是這樣一種可選的「附加元件」:一個小小的、通常呈環狀的 DNA 環,獨立於主基因組之外存在,多見於細菌之中。
從實體上看,質粒是一個微小的雙鏈 DNA 環,只攜帶寥寥幾個基因,並且獨立於宿主主染色體而自我複製。它所攜帶的基因往往對生存並非嚴格必需,但在某些條件下會給細菌帶來一項有用的額外本領——最著名的就是對某種抗生素的抗性,或者消化某種不尋常食物來源的能力。關鍵在於,質粒不僅能傳給一個細胞的後代,還能橫向地、在活著的細菌之間直接傳遞,這個過程叫作接合。
質粒之所以極其重要,有兩個原因。在自然界,它們是傳播抗生素抗性的一條主要「高速公路」:一個有抗性的細菌可以把一個抗性質粒交給毫不相干的細菌,甚至是不同物種的細菌。在實驗室裡,科學家把質粒當作基因工程的主力工具——他們把一個感興趣的基因插入質粒,再把質粒送進細菌,讓細菌大量生產該基因的產物,人類胰島素和許多其他藥物正是這樣製造出來的。
如今的胰島素是這樣製造的:把人類胰島素基因插入一個質粒,再把這個質粒送進細菌或酵母,然後讓這些微生物在巨大的發酵罐裡源源不斷地產出這種蛋白質。
一個細菌的 DNA 環,被重新利用來製造藥物。
質粒不是細菌的主染色體,通常也不是必需的——細胞沒有它也能存活,而這恰恰正是質粒之所以能被如此自由地獲得、丟失和交換的原因。
又稱
另見