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第1章 质粒简介：质粒研究史1

1.1　遗传学时代2

1.2　环状质粒DNA4

1.3　质粒作为分子克隆载体：大胆的创新5

1.4　质粒的自我复制过程7

1.5　质粒的迁移性9

1.6　质粒的稳定性12

1.7　结论14

参考文献15

第1篇　质粒的复制系统21

第2章　参与含有重复子质粒复制的元件21

2.1　复制起始的基本元件22

2.2　rep基因的表达和Rep蛋白的结构24

2.3　调控模型26

2.4　非重复子的Rep结合、辅助因子和它们的作用30

2.5　ori激活的分子机制31

2.6 质粒在细胞内的定位34

2.7　结论：质粒DNA和在广范围环境中的复制34

参考文献35

第3章　反义RNA对质粒复制的调控作用43

3.1 反义RNA介导的转录衰减：inc18和pT181家族44

3.2　翻译水平的抑制49

3.3　抑制引物的形成：ColE1复制子52

3.4　抑制假结的形成：如IncIα/IncB54

参考文献56

第4章　滚环复制60

4.1　滚环复制质粒的结构60

4.2　前导链复制的起始与终止61

4.3　质粒sso在后随链复制中的作用66

4.4　宿主蛋白在质粒滚环复制中的作用71

4.5　展望72

参考文献72

第2篇　质粒的维持和遗传77

第5章　细菌质粒的分配系统77

5.1　普通的分配系统77

5.2　质粒的细胞内定位78

5.3　质粒分配系统的类型79

5.4　P1和F质粒84

5.5　RK2质粒91

5.6　pTAR和TP228质粒92

5.7　RepABC系统93

5.8　R1质粒94

5.9　其他分配系统95

5.10　pSC10195

5.11　具有多种分配系统的质粒96

5.12　高拷贝数质粒96

5.13　模型和问题96

参考文献97

第6章　遗传偏嗜性：基因在基因组中的共生原则102

6.1　遗传偏嗜性的发现103

6.2　遗传偏嗜性的类型105

6.3　基因组学和遗传偏嗜性系统的发展109

6.4　细胞杀死的机理116

6.5　基因表达的调节120

6.6　偏嗜性系统之间的相互作用124

6.7　为什么会存在偏嗜性基因？128

6.8　基因组与偏嗜性基因协同进化131

6.9　其他遗传过程的推测132

6.10　应用135

6.11　结论137

参考文献137

第7章　DNA位点特异性分离系统145

7.1　一切发生错误之时：DNA多聚体的形成和发生率146

7.2　DNA位点特异性重组：染色体和质粒的分离148

7.3　丝氨酸重组酶家族的位点特异性分离系统149

7.4　酪氨酸重组酶家族的质粒和染色体分离系统154

7.5　重组机制详述159

7.6　结论170

参考文献171

第8章　质粒DNA的拓扑行为179

8.1　环状DNA拓扑学179

8.2　DNA拓扑酶184

8.3　动力拓扑学平衡185

8.4　超螺旋敏感DNA结构186

8.5　体内限制与非限制的质粒拓扑学187

8.6　大肠杆菌内由蛋白质限制的拓扑学188

8.7　体内限制性和非限制性超螺旋变化191

8.8　DNA复制：可逆的复制叉、前环连体和结193

8.9　结论196

参考文献196

第9章　革兰阴性菌接合转移201

9.1　质粒分类202

9.2　染色体诱动203

9.3　革兰阴性菌中的接合转移概述204

9.4　接合转移生理学205

9.5　菌毛的结构和装配206

9.6　菌毛收缩和噬菌体感染208

9.7　接合转移孔的结构209

9.8　交配配对的形成212

9.9　进入排斥或表面排斥213

9.10　DNA的加工和转运213

9.11　启动转移的“信号”的本质216

9.12　可诱动质粒216

9.13　受体细胞中质粒的建立217

9.14　转移基因表达的调控218

9.15　F转移基因的调控218

9.16　RP4转移区的调节219

9.17　结论220

参考文献221

第10章　革兰阳性菌的接合227

10.1　不同种属的质粒系统228

10.2　接合型转座子242

10.3　转移起点和松弛酶245

10.4　结论247

参考文献247

第3篇　特殊的质粒系统261

第11章　泛宿主性质粒在革兰阴性杆菌中的复制策略261

11.1　复制体的组装262

11.2　Rep蛋白和复制起始序列的通用性特征：IncP质粒家族263

11.3　宿主范围受控于装配复制体所需要的编码蛋白：IncQ家族267

11.4 自然发生的多复制子质粒268

11.5　泛宿主性质粒的其他特征269

11.6　通过对窄宿主性复制子的研究分析宿主范围决定子269

11.7　结论270

参考文献271

第12章　根瘤菌科细菌的共生质粒274

12.1　引言：结瘤和固氮274

12.2　质粒和岛：根瘤菌科细菌共生基因的定位276

12.3　共生质粒基因组成概况277

12.4　pSym质粒的复制和分配特征281

12.5　接合转移283

12.6　pSym的动力学及其进化287

12.7　展望289

12.8　补遗290

参考文献291

第13章　细菌中的线性质粒：相同的起源，不同的命运296

13.1　线性质粒和染色体的系统发生学分布296

13.2　线性质粒的组成298

13.3　细菌中线性质粒的结构298

13.4　线性质粒的复制301

13.5　线性质粒的分离系统304

13.6　展望304

参考文献304

第14章　酿酒酵母的2μm质粒307

14.1 自身携带和作为一般实验工具的酵母质粒308

14.2　酵母质粒的高拷贝数和稳定遗传308

14.3　质粒分配系统的分析309

14.4　2μm质粒分离模型313

14.5　2μm质粒的拷贝数控制315

14.6　Flp重组机制316

14.7　Flp的应用319

14.8　2μm质粒分子自私性的环状设计：进化考虑320

14.9　2μm质粒与衰老、寿命和程序化细胞死亡的关系321

14.10　展望与前景321

14.11　结论323

14.12　补遗324

参考文献325

第15章　哺乳动物细胞内的病毒性质粒329

15.1　EB病毒329

15.2　乳头瘤病毒337

15.3　结论340

参考文献340

第16章　降解质粒345

16.1 TOL质粒349

16.2　编码途径与TOL相关的质粒352

16.3　携带氯苯邻二酚ortho-裂解途径基因的质粒355

16.4　洋葱伯克霍尔德菌AC1100的复制子359

16.5　携带外周途径基因质粒的特征361

16.6　降解质粒的进化363

16.7　结论369

参考文献369

第17章　古细菌质粒381

17.1　质粒分类382

17.2　复制、分配和维持的机理386

17.3　细胞内扩散机理388

17.4　染色体整合392

17.5　基于质粒的载体系统395

17.6　结论395

参考文献396

第4篇　有毒力和抗生素抗性的质粒400

第18章 毒力质粒的基因组规模分析：质粒上的毒力基因对于肠细菌致病性的作用400

18.1　肠杆菌质粒的一般特性403

18.2　大质粒的序列分析407

18.3　质粒的维持功能：复制、分配和分离后杀死408

18.4　质粒编码的毒力基因410

参考文献414

第19章　芽孢形成菌的毒性质粒419

19.1　破伤风梭状芽孢杆菌和肉毒梭状芽孢杆菌的神经毒素质粒419

19.2　产气荚膜梭状芽孢杆菌的毒素质粒421

19.3　炭疽杆菌的毒素和荚膜质粒423

19.4　苏云金芽孢杆菌的杀虫毒素质粒425

19.5　结论426

参考文献426

第20章　耶尔森菌的毒力质粒：特性和比较430

20.1　耶尔森菌的质粒和毒力431

20.2　LCR质粒432

20.3　鼠毒素质粒438

20.4　鼠疫菌素质粒442

20.5　抗性转移因子442

20.6　pYC隐蔽型质粒443

20.7　结论444

参考文献444

第21章　不产芽孢的革兰阳性病原菌的毒力质粒447

21.1　金黄色葡萄球菌的毒力质粒448

21.2　粪肠球菌的毒力质粒450

21.3　红球菌的毒力质粒456

21.4　结论457

参考文献457

第22章　根瘤农杆菌Ti质粒463

22.1　Ti质粒的序列463

22.2　转移DNA464

22.3　vir区域466

22.4 VirA-VirG双组分调控系统466

22.5 界间转位过程中效应分子的加工467

22.6　VirB/VirD4 Ⅳ型分泌系统469

22.7 底物转移和菌毛合成的中心结构473

22.8 Ti质粒的接合475

22.9 冠瘿碱的摄取及代谢476

22.10 自诱导／细胞密度感应476

22.11　Ti质粒的复制477

22.12　Ti质粒及染色体功能的协同进化478

22.13　展望478

参考文献479

第23章　抗药性质粒483

23.1　质粒分类483

23.2　质粒介导的抗药性机制488

23.3　细菌病原体中抗生素抗性基因的进化和扩散492

23.4　抗性质粒的全序列测定494

参考文献497

第24章　pJMl和pColV-K30：含细菌毒力必需的铁摄取基因的质粒504

24.1　鳗弧菌的pJMl系统505

24.2 质粒介导的离子摄取系统的表达调控508

24.3 pColV-K30质粒介导的铁摄取系统511

24.4 气杆菌素系统的分子流行病学514

24.5 结论516

参考文献517

第5篇　质粒的生态学和进化521

第25章　细菌质粒的进化和群体遗传学521

25.1　作为完全自私元件的质粒523

25.2　质粒给予宿主菌的好处525

25.3　复杂和变化的群体有利于质粒的存在528

25.4　产生多样性的重组过程530

25.5　细胞内竞争534

25.6　结论537

参考文献538

第26章　细菌的第二染色体和巨质粒542

26.1　原核生物染色体543

26.2　第二染色体、巨质粒和大质粒544

26.3　巨质粒和大质粒546

26.4　第二染色体和巨质粒的本质547

26.5　代表性种属的第二复制子547

26.6　结论552

参考文献553

第6篇　质粒作为遗传工具558

第27章　基因克隆与表达的质粒载体558

27.1　基因克隆载体558

27.2　表达载体系统561

27.3　基因表达载体元件567

27.4 由质粒递送的基因的表达572

27.5　结论与发展趋势573

参考文献573

第28章　质粒是研究细菌基因功能的遗传学工具581

28.1　质粒是构建突变体的工具581

28.2　质粒用于更多的反选择策略586

28.3　质粒系统用于捕捉启动子586

28.4　质粒是一种递送工具587

28.5　质粒用于各种遗传学操作588

28.6　质粒是基因组和亚基因组工程的工具588

28.7　质粒用于体内克隆和修饰系统591

28.8　质粒载体用于染色体整合592

28.9　质粒重排用于基因功能分析593

28.10　质粒在无抗性压力下的维持594

28.11　质粒是真核生物和病毒研究的工具594

28.12　结论595

参考文献595

第29章　质粒可以作为抑制工具602

29.1　主动抑制：基本原理及报告元件603

29.2　针对生物降解细菌的抑制策略608

29.3　增强抑制的策略611

29.4　主动抑制系统可作为应用和基础研究的工具612

29.5　结论与展望613

参考文献614

索引616