分子克隆/質粒

質粒被認為是染色體外DNA，能夠在合適的宿主中自我複製。質粒可以在所有三種主要生物體中找到，古細菌、細菌和真核生物。質粒是一個獨立於染色體DNA，並且可以獨立複製的DNA分子。它們是雙鏈的，並且在許多情況下是環狀的。質粒通常天然存在於細菌中，但有時也存在於真核生物中（例如，釀酒酵母中的 2 微米環）。質粒大小從 1 到 1,000 多個千鹼基對 (kbp) 不等。在某些情況下，單個細胞中相同質粒的數量範圍可以從一個到甚至數千個不等。質粒可以被認為是移動組的一部分，因為它們通常與接合有關，接合是水平基因轉移的一種機制。術語質粒最初是由美國分子生物學家Joshua Lederberg在 1952 年引入的。

與病毒類似，質粒不被認為是“生命”形式，正如目前定義的那樣。與病毒不同的是，質粒是“裸露的”DNA，不編碼將遺傳物質封裝起來以轉移到新宿主所需的基因，儘管一些類別的質粒編碼了接合所需的性菌毛。質粒的宿主間轉移需要透過接合進行直接的機械轉移，或者宿主基因表達的改變，允許透過轉化有意攝取遺傳元件。用質粒 DNA 進行微生物轉化本質上既不是寄生也不是共生的，因為它們都暗示著存在一個與宿主生物體共生或有害狀態下生活的獨立物種。相反，質粒提供了一種在微生物種群中進行水平基因轉移的機制，並且通常在給定的環境狀態下提供選擇性優勢。質粒可以攜帶基因，在競爭性環境生態位中提供對天然存在的抗生素的抗性，或者替代地，在類似情況下產生的蛋白質可以作為毒素起作用。質粒還可以使細菌能夠固定元素氮或降解難降解的有機化合物，這在營養缺乏的情況下具有優勢。