一、质粒的不稳定性:
基因工程菌在传代过程中经常出现质粒不稳定的现象,质粒不稳定分为分裂不稳定和结构不稳定。
1、基因工程菌的质粒不稳定常见的是分裂不稳定
质粒的分裂不稳定是指工程菌分裂时出现一定比例的不含质粒的子代菌的现象,它主要与两个因素有关:
(1)含质粒菌产生不含质粒子代菌的频率,质粒丢失率与宿主菌、质粒特性和培养条件有关;
(2)这两种菌比生长速率差异的大小。
2、质粒的结构不稳定是DNA从质粒上丢失或碱基重排、缺失所致工程菌性能的改变。
3、质粒稳定性的分析方法如下:
将工程菌培养液样品适当稀释,均匀涂布于不含抗性标记抗生素的平板培养基上,培养10~12h,然后随机挑选100个菌落接种到含抗性标记抗生素的平板培养基上,培养10~12h,统计长出的菌落数。每一样品应取3次重复的结果,计算出比值,该比值反映了质粒的稳定性,称为稳定性(stability, ST)。
二、提高质粒稳定性的方法。
1.选择合适的宿主菌
2.选择合适的载体。
3.选择压力
4.分阶段控制培养
5.控制培养条件
6.固定化
一、简答题
1. 质粒的不稳定分为哪两类?
【答案】
质粒不稳定分为分裂不稳定和结构不稳定。
(1)质粒的分裂不稳定是指工程菌分裂时出现一定比例的不含质粒的子代菌的现象,它主要与两个因素有关。
①含质粒菌产生不含质粒子代菌的频率,质粒丢失率与宿主菌、质粒特性和培养条件有关;
②这两种菌比生长速率差异的大小
(2)质粒的结构不稳定是DNA从质粒上丢失或碱基重排、缺失所致工程菌性能的改变。
2. 如何解决质粒不稳定性?
【答案】
为了提高基因工程菌的稳定性,可采取以下主要方法:
(1)选择合适的宿主菌
(2) 选择合适的载体
①含低拷贝质粒的工程菌产生不含质粒的子代菌的频率较大,因而这类工程菌增加质粒拷贝数能提高质粒的稳定性;
②含高拷贝质粒的工程菌产生不含质粒的子代菌的频率较低,对这类菌进一步提高质粒拷贝数反而会增加含质粒菌的生长负势,对质粒的稳定性不利。
(3)选择压力
在培养基中加选择性压力如抗生素等,是工程菌培养中提高质粒稳定性常用的方法
(4)分阶段控制培养
在生长阶段使外源基因处于阻遏状态,避免由于基因表达造成质粒不稳定性问题的发生,使质粒稳定地遗传,在获得需要的菌体密度后,再去阻遏或诱导外源基因表达。
(5)控制培养条件
提高比生长速率有助于提高质粒稳定性, 由于含质粒的基因重组菌对发酵环境的改变比不含质粒的受体菌反应慢,因而可以采用改变培养条件的方法以改变这两种菌的比生长速率,从而改善质粒的稳定性。
(6)固定化
固定化可以提高基因重组大肠杆菌的稳定性。基因重组大肠杆菌进行固定化后,质粒的稳定性及目的产物的表达率都有了很大提高。

