質粒(Plasmid)是附加到細胞中的非細胞的染色體或核區DNA原有的能夠自主復制的較小的DNA分子(即細胞附殖粒、又胞附殖粒)。大部分的質粒雖然都是環狀構型,它存在于許多細菌以及酵母菌等生物中,乃至于植物的葉綠體和線粒體等胞器中。
了解一下質粒的提取方法
從細菌中分離質粒DNA的方法都包括3個基本步驟:培養細菌使質粒擴增;收集和裂解細胞;分離和純化質粒DNA。采用強堿液、加熱或溶菌酶(主要針對革蘭氏陽性細菌)可以破壞菌體細胞壁,十二烷基磺酸鈉(SDS)和TritonX-100(一般很少使用)可使細胞膜裂解。
經溶菌酶和SDS或Triton X-100處理后,細菌染色體DNA會纏繞附著在細胞碎片上,同時由于細菌染色體DNA比質粒大得多,易受機械力和核酸酶等的作用而被切斷成不同大小的線性片段。
當用強熱或酸、堿處理時,細菌的線性染色體DNA變性,而共價閉合環狀DNA(Covalently closed circularDNA,簡稱cccDNA)的兩條鏈不會相互分開,當外界條件恢復正常時,線狀染色體DNA段難以復性,而是與變性的蛋白質和細胞碎片纏繞在一起,而質粒DNA雙鏈又恢復原狀,重新形成天然的超螺旋分子,并以溶解狀態存在于液相中。
在細菌細胞內,共價閉環質粒以超螺旋形式存在。在提取質粒過程中,除了超螺旋DNA外,還會產生其它形式的質粒DNA。
如果質粒DNA兩條鏈中有一條鏈發生一處或多處斷裂,分子就能旋轉而消除鏈的張力,形成松弛型的環狀分子,稱開環DNA(Open circularDNA,簡稱ocDNA);如果質粒DNA的兩條鏈在同一處斷裂,則形成線狀DNA(LinearDNA)。當提取的質粒DNA電泳時,同一質粒DNA其超螺旋形式的泳動速度要比開環和線狀分子的泳動速度快。