質(zhì)粒細(xì)胞生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)觀察-質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)觀察電子顯微鏡

  質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性

除了分離不穩(wěn)定性的問題之外，一些細(xì)胞保留有質(zhì)粒，但卻改變了
質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)，以降低質(zhì)粒對(duì)細(xì)胞的毒害作用(結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性)。例如，質(zhì)
粒可能同時(shí)編碼抗生素抗性和一種異源蛋白質(zhì)。異源蛋白質(zhì)的合成將細(xì)
胞用于生長(zhǎng)的資源導(dǎo)向?qū)?xì)胞無用的終產(chǎn)物。但是，如果研究者向培養(yǎng)
基中添加抗生素，細(xì)胞將從保留的編碼抗生素抗性的基因獲益。通常突
變將導(dǎo)致產(chǎn)生一些發(fā)生變化的質(zhì)粒，它們?nèi)匀槐Ａ艟幋a所需功能的能力
(例如抗生素抗性)，但不再合成異源蛋白質(zhì)。在另一些情況下，細(xì)胞重
組系統(tǒng)將抗生素抗性基因整合到染色體上。含有結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的質(zhì)粒的
細(xì)胞比含有初始質(zhì)粒的細(xì)胞生長(zhǎng)得更快。含有突變質(zhì)粒的細(xì)胞逐漸占據(jù)
了群體優(yōu)勢(shì)，經(jīng)歷這種的變化的培養(yǎng)物就發(fā)生結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性。

  宿主細(xì)胞突變

宿主細(xì)胞也可能發(fā)生突變，使作為一種給定產(chǎn)品的生產(chǎn)系統(tǒng)的宿主
變得毫無用途。這些突變經(jīng)常改變細(xì)胞的調(diào)節(jié)并導(dǎo)致目標(biāo)蛋白的合成減
少。例如，如果控制異源蛋白質(zhì)表達(dá)的啟動(dòng)子需要利用宿主細(xì)胞的一種
因子(例如一種阻遏物)，這樣對(duì)宿主細(xì)胞因子的修飾將極大地調(diào)節(jié)由質(zhì)
粒編碼的目標(biāo)蛋白的表達(dá)水平。lac啟動(dòng)子

能通過添加化學(xué)物進(jìn)行誘導(dǎo)；對(duì)于lac啟動(dòng)子，可以使用乳糖或乳糖的
結(jié)構(gòu)類似物來誘導(dǎo)。經(jīng)常用這種啟動(dòng)子進(jìn)行質(zhì)粒構(gòu)建，來控制質(zhì)粒編碼
蛋白質(zhì)的合成。如果從這個(gè)啟動(dòng)子誘導(dǎo)質(zhì)粒編碼蛋白質(zhì)的合成會(huì)導(dǎo)致細(xì)
胞生長(zhǎng)速率降低，則一種使lac滲透酶失活的突變將阻止突變細(xì)胞中蛋
白質(zhì)合成的誘導(dǎo)。lac滲透酶蛋白對(duì)誘導(dǎo)物的快速吸收是必需的。這樣
，突變細(xì)胞將比目標(biāo)菌株生長(zhǎng)得更快。另外，在阻遏物上發(fā)生突變的宿
主細(xì)胞也不可能發(fā)生誘導(dǎo)，因?yàn)樗荒茏R(shí)別誘導(dǎo)物。

這一類遺傳不穩(wěn)定性的關(guān)鍵特點(diǎn)是宿主細(xì)胞突變使突變株具有生長(zhǎng)
優(yōu)勢(shì)，因此突變細(xì)胞最終將在培養(yǎng)物中占優(yōu)勢(shì)。在這種情況下突變細(xì)胞
含有未發(fā)生變化的質(zhì)粒，但是只能生產(chǎn)很少的由質(zhì)粒編碼的目標(biāo)蛋白。

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