质粒（Plasmid）与载体（Vector）的区别-常用的质粒载体种类介绍

一、载体与质粒的区别

1.载体（Vector）的概念

把一个目的基因通过基因工程手段送到生物细胞（受体细胞），需要运载工具（交通工具）携带外源基因进入受体细胞，这种运载工具就叫做载体（vector）。

基因工程上所用的载体是一类能自我复制的DNA分子，其中的一段DNA被切除而不影响其复制，可用以置换或插入外源(目的) DNA而将目的DNA带入宿主细胞。常用的载体有质粒、噬菌体、病毒等。

载体的功能及特征：

• 运送外源基因高效转入受体细胞
• 为外源基因提供复制能力或整合能力
• 为外源基因的扩增或表达提供必要的条件

载体应具备的条件：

• 具有针对受体细胞的亲缘性或亲和性（可转移性）
• 具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点
• 具有较高的外源DNA的载装能力
• 具有多具有合适的筛选标记
• 种单一的核酸内切酶识别切割位点

2.质粒（Plasmid）的概念

质粒是生物细胞内固有的、能独立于寄主染色体而自主复制、并被稳定遗传的一类核酸分子。质粒常见于原核细菌和真菌中，绝大多数的质粒是DNA型的，少部分为RNA型。天然DNA质粒大都具有共价、封闭、环状的分子结构，其分子量范围：1-300 kb。细菌质粒是基因工程中最常用的载体。

质粒的基本特征：

质粒的自主复制性：质粒能利用寄主细胞的DNA复制系统进行自主复制，其DNA上的复制子结构决定了质粒与寄主的对应关系，并根据在每个细胞中的分子数（拷贝数）多寡，质粒可分为两大复制类型：

• 严紧型复制控制的质粒 1 - 3 拷贝
• 松弛型复制控制的质粒 10 - 60 拷贝

质粒的不相容性：任何两种含有相似复制子结构的不同质粒，不能同时存在于一个细胞中，这种现象称为质粒的不相容性，不相容性的质粒组成不相容性群。以大肠杆菌的质粒为例：

• ColE1、pMB1 拥有相似的复制子结构，彼此不相容。
• pSC101、F、RP4 拥有相似的复制子结构，彼此不相容。
• p15A及其衍生质粒拥有相似的复制子结构，彼此不相容。

质粒的可转移性：革兰氏阴性菌的质粒可分成两大类：

• 接合型质粒——能在天然条件下自发地从一个细胞转移到另一个细胞（接合作用），如F、Col、R质粒等。
• 非接合型质粒——不能在天然条件下独立地发生接合作用如Col、R的其它成员。

值得注意的是，某些非接合型质粒（ColE1）在接合型质粒的存在和协助下，也能发生DNA转移，这个过程由 bom 和mob 基因决定

携带特殊的遗传标记：野生型的质粒DNA上往往携带一个或多个遗传标记基因，这使得寄主生物产生正常生长非必需的附加性状，包括：

• 物质抗性：抗生素、重金属离子、毒性阴离子、有机物等。
• 物质合成：抗生素、细菌毒素、有机碱等。

这些标记基因对DNA重组分子的筛选具有重要意义。

二、质粒载体的分类

天然存在的野生型质粒由于分子量大、拷贝数低、单一酶切位点少、遗传标记不理想等缺陷，不能满足克隆载体的要求，因此往往需要以多种野生型质粒为基础进行人工构建。

质粒载体按功能分：

• 克隆载体—都有一个松弛的复制子，能带动外源基因，在宿主细胞中复制扩增。它是用来克隆和扩增DNA片段（基因）的载体。
• 表达载体—具有克隆载体的基本元件（ori,Ampr,Mcs等）还具有转录/翻译所必需的DNA顺序的载体。

质粒载体按进入受体细胞类型分：

• 原核载体
• 真核载体
• 穿梭载体（sbuttle vector）指在两种宿主生物体内复制的载体分子，因而可以运载目的基因（穿梭往返两种生物之间）。穿梭质粒含原核和真核生物2个复制子，以确保两类细胞中都能扩增。

质粒载体按功能分：

• 高拷贝质粒：突变拷贝数控制基因 拷贝数1000-3000扩增基因
• 低拷贝质粒：来自pSC101 拷贝数小于10 表达某些毒性基因
• 温敏质粒：在不同温度下表现出拷贝数、整合等不同性质
• 测序质粒：含有测序通用引物互补序列和多酶接头polylinker
• 整合质粒：装有整合促进基因及位点 便于外源基因的整合
• 探针质粒：装有报告基因 便于启动子等元件的克隆筛选