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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DNA 4

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/IncB 54

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　pSC101 95

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DNA 464

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