质粒和移动遗传元件

质粒和其他移动遗传元件是DNA片段，它们以半独立于染色体的方式复制或移动，携带辅助基因并重塑细菌基因组。

Definition

移动遗传元件是可以在基因组内部或之间移动或独立于染色体复制的DNA片段，包括质粒、转座子、插入序列和整合子。

Scope

本主题涵盖质粒及其复制、拷贝数控制和分类；耐药质粒和毒力质粒；在DNA分子内部和之间移动的转座子和插入序列；捕获基因盒的整合子；以及这些元件在基因组可塑性和适应性性状传播中的作用。它还提及了质粒作为克隆和表达载体的用途。

Core questions

• 质粒如何在群体中复制并保持稳定？
• 转座子和插入序列如何在基因组内移动？
• 为什么移动元件对耐药性的传播很重要？
• 质粒如何被用作基因工程工具？

Key concepts

• 质粒复制和拷贝数
• 耐药质粒和毒力质粒
• 转座子和插入序列
• 整合子和基因盒
• 作为克隆载体的质粒

Mechanisms

质粒通常是环状DNA分子，它们利用自己的复制起点进行复制并分配到子细胞中，有时编码用于接合的转移功能。转座子和插入序列通过重组机制移动，这些机制切除并重新插入元件或将其复制到新位置，通常携带辅助基因。整合子捕获并表达基因盒，有助于组装耐药决定簇阵列。

Clinical relevance

移动遗传元件是抗生素耐药性和毒力基因在细菌之间传播的关键载体，而工程化质粒是分子生物学和生物技术中引入和表达基因的标准载体。

History

芭芭拉·麦克林托克（Barbara McClintock）在20世纪中叶发现玉米中的转座元件，揭示了遗传元件可以在基因组内移动，这一概念后来扩展到细菌，在那里发现质粒和转座子驱动了抗生素耐药性的传播。

Key figures

• Barbara McClintock
• Joshua Lederberg

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

质粒和转座子有什么区别？

质粒是一种自我复制的DNA分子，通常是环状的，独立于染色体存在。转座子是DNA片段，它在DNA分子内部或之间（包括染色体和质粒）从一个位置移动到另一个位置，而不是独立复制。