质粒

（plaomid）是一种能独立于染色体进行复制的、并在细胞分裂时保持恒定地传给子代细胞的遗传因子。在空间结构上不与染色体在一起，是一种能够独立复制的复制子。对细胞来说，并非必不可少的成分。质粒一词是莱德伯格（Lederberg）在 1952 年为概括细胞质中进行复制的自主复制因子而提出的，当时的概念中，含有当时已知的进行非孟德尔遗传的因子，也包括真核细胞中的线粒体和质体等，现在主要是指细菌质粒。革兰氏阳性菌或是革兰氏阴性菌中，都可含有质粒。其分子量大小在 4×106～100×106 道尔顿， 大部分细菌质粒是共价闭合环状双链 DNA，一般以超螺旋形式存在，但也有共价闭合环状单链质粒 DNA 分子以及线型质粒分子。许多质粒还携带有一个或多个可转移因子。质粒还可以编码产生一些酶或其他产物，从而影响寄主细胞的表型，如抗药性、对重金属的抗性等，为人类的遗传学研究提供了方便。70 年代初期以来，质粒作为一种基因操作的媒介，不仅推动了微生物遗传学的发展，还在分子生物学领域中起着更加重要的作用。较重要的质粒有 F 因子、抗药因子及大肠杆菌素因子等。

F 因子 即 F 质粒，为可进行接合转移的大肠杆菌的致育因子。分子量约6×107 道尔顿。可使其宿主菌产生性伞毛以进行接合转移。含有 F 因子的细胞称为 F+供体菌，不含 F 因子为 F-受体菌，当 F 因子脱离宿主染色体存在时， 可进行高效转移，即在 F+和 F-的细胞群体中，几乎所有的 F-细胞都可接受 F 因子而变成 F+细胞；当 F 因子通过同源重组整合到宿主染色体上时，可推动宿主染色体进行转移。F 质粒上含有一系列接合转移所必需的基因（称为 tra 基因），约占整个 F 基因组的 1/3；这些 tra 基因分别与性伞毛的形成、双链 DNA 的解旋、细胞间相互接触状态的建立等有关。此外，F 因子还含有一个转移原点（oriT），在结合过程中，某些特定 tra 基因编码的酶在 ariT 处打开缺口，使其 DNA 中的一条链从供体细胞中转移到受体细胞中，经复制修复后形成新的双链 DNA（即正常的 F 质粒）。F 因子可整合到其宿主染色体的不同位点上，并以一定的顺序将染色体上的基因转入 F 细胞，在大肠杆菌染色体基因定位的研究中具有重要的作用。

抗药因子（drug resistance factor）为编码抗一种或多种抗生素的一类质粒，也称 R 因子或 R 质粒。R 因子编码的酶，通过破坏或修饰抗生素或修饰其宿主细胞上“靶”位点的方式，使其宿主对抗生素产生抗性。可转移性的 R 因子可进行接合转移；非转移性的 R 因子自身不能进行接合转移，但可被其他可接合性质粒推动转移。

大肠杆菌素因子（colicinogenic factor）又称 col 因子。为编码一种或数种大肠杆菌素的因子，许多 col 因子都携带有三类基因，即大肠杆菌素结构基因，编码免疫球蛋白的基因和编码裂解蛋白的基因。一个产大肠杆菌素的细菌群体中，仅有小部分细胞的大肠杆菌素合成受到抑制，但免疫基因的表达通常是组成型的。因而，这些细胞对其相邻细胞产生的大肠杆菌素具免疫性。一个 col 因子通常只编码一种免疫球蛋白，用来保护宿主细胞不受自身 col 因子所产大肠杆菌素的破坏。col 因子的发现，在遗传工程研究中有重要意义。