质粒的前世今生–调控质粒的复制量

在上期文章中（戳这里），我们了解到质粒的复制源序列，并以常用于E.coli蛋白表达的质粒pBR322为例，了解到质粒复制的调控机制。那么除了复制源序列外，还有什么因素会影响质粒在细胞内的复制量。我们就在质粒系列文章第二篇中，来聊聊质粒的复制能力和复制数量。

影响质粒复制数量的几个因素

质粒复制数量是指存在于宿主细胞内的质粒平均数量，这个复制数目可以由三个因素决定：

1. Origin of replication (ori) 的种类。有的复制源序列能强力诱导宿主细胞的DNA复制机制，由ori序列的强弱而导致质粒复制数量的多少；

2. 质粒的长短。更长的质粒在细胞内复制的时候需要用多更多的细胞资源，对细胞自身的新陈代谢来说是一个负担；

3. 细胞的培养环境。

在入手一个新质粒之前，可以先大致了解下这个质粒的复制源序列有多强，再根据自身实验的情况调整其他条件，以达到自己需求的复制数量。如下图所示，常见质粒复制源所代表的质粒大概复制能力。

如何调控质粒的复制数量（常见方法）

1. 调节宿主细胞的生长温度。有一些复制源序列的激活与否是和细胞自身的生长速度有关的，当我们调节细胞生长的温度，使得细胞加速或延缓生长，是有可能调节质粒的复制数量。
2. 细菌细胞氯霉素调节（Chloramphenicol amplification）。这个方法对许多带有pMB1复制源的低复制质粒有作用。氯霉素抑制细胞内蛋白的合成，因而导致细胞自身分裂能里的降低（没有蛋白了，基因组不好复制了，其他细胞复制过程也不易实现了）。同时质粒复制所需蛋白也会停止产出，但这些蛋白的寿命都一般较长，所以在细胞停止复制后，还能继续进行质粒复制，最终导致平均每个细胞中的质粒数量会增加。
3. 避免巨大的质粒的使用。超长的质粒会需求更多的细胞资源来复制，增加细胞负担，降低细胞自身的复制能力，因此最后也降低了质粒的复制总量。

关于质粒兼容性的问题，我们下期再聊。如有其他常见的质粒调控方法，请在下方留言讨论哦！

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