pBR322 DNA的超螺旋波动

开环状pBR322 DNA在不同溴乙啶浓度下通过DNA联接酶转变为闭环状分子。除去溴乙啶后,每种样品中都含有一组超螺旋数即拧数(W_r)不同的闭环状分子。这些样品和天然pBR322 DNA的W_r都直接用琼脂糖凝胶电泳加以分析和测定。作者观察到用同样的培养剂在37℃培养同一菌株所获得的不同pBR322 DNA样品,其超螺旋数值可以在相当大的范围内波动。为了便于比较不同的超螺旋DNA,作者采用了一种新的单位——超螺旋跨距,它可能有助于进一步研究环状双链DNA的本质。     

蓖麻蚕rDNA的十字结构

单链核酸酶——S1酶在超螺旋pBR322上有专一的切点。这是因为在pBR322超螺旋分子上邻近的反向重复顺序所形成的十字结构具有单链区能为S1酶作用。真核细胞基因——蓖麻蚕rDNA的完整重复单位插入pBR322所组建的质粒pARⅢ,其超螺旋分子的顺序上也有S1敏感区。用S1酶和PstⅠ酶双酶切可以产生特定长度的片段。pARⅣ是带有pARⅢEeoRⅠ(2)-BamHⅠ(2)片段的次级克隆,超螺旋pARⅣDNA经S1酶和PstⅠ酶双酶切所显示的S1酶切点与pARⅢ一致。由于对S1酶的相对敏感度不同,在pARⅢ和pARⅣ分子中原有的pBR322上的S1酶切点被掩盖。真核细胞DNA的十字结构在染色质水平上的功能意义有待进一步探讨。     

DNA双链区的切割导致碱变性超螺旋质粒pBR322的分子内结节

为进一步研究碱变性超螺旋DNA(Ⅳ型DNA;DNA Ⅳ)的结构,对碱变性质粒pBR322进行了酶学分析并利用原子力显微镜(AFM)对新形成的DNA结构进行了观察和比较．在所有已检测的限制酶中只有PstⅠ可以切割质粒pBR322的Ⅳ型DNA分子,说明在这种变性的DNA分子中仍存在少数完整的限制酶识别位点．与碱变性DNA分子的闭合环状结构相反,AFM成像的结果显示PstⅠ处理后的DNA Ⅳ分子均为开放结构,同时这种分子包含明显的DNA结节．与DNA Ⅳ分子相比,这种DNA分子的表观长度缩短了大约11%．有意思的是,大肠杆菌拓扑异构酶Ⅳ(一种Ⅱ型拓扑异构酶)也可以在pBR322 DNA Ⅳ分子中引入分子内结节,而这种结节DNA分子仍然保持闭合状态．AFM的结果表明上述两种结节的DNA分子在表观长度及结节结构的尺寸上均比较相似．这些发现证实,在碱变性的超螺旋DNA分子中仍然保留着一些长度较短的、含有特异性碱基配对的DNA双链区,而在这些区域内的DNA双链断裂可以导致DNA结节．     

质粒DNA超螺旋构象的激光喇曼光谱研究

将pBR322重组质粒DNA纯化,经琼脂糖凝胶电泳鉴定其主要具共价闭合环状空间构象。对此制备物进行激光喇曼散射光谱分析,发现在表征其二级结构为B型的特征模之外,还有另外二个表征磷酸脱氧核糖主链骨架振动状态的特征模854和1083cm~(-1)。本文对此进行探讨,认为这二个特征模与闭合环状DNA分子的超螺旋状态有关,可作为质粒DNA三级结构的特征模。碱基堆积状态分析表明,超螺旋的存在使分子中脱氧胸苷的堆积反应活性增强,并使AT碱基间Hoogsteen型氢键有相当数量的破坏,导致反映脱氧胸苷参与氢键组成的二个基团振动状态的特征模1378cm~(-1)产生相对于线性DNA分子的明显减色及脱氧胸苷羰基双键振动模向高波数偏移。     

稳态和时间分辨荧光光谱法检测pBR322质粒中十字形结构

在目的DNA不被酶切成不同片段的情况下,应用光谱方法探测pBR322质粒中十字形结构DNA的形成。吡咯脱氧胞苷(Pyrrolo deoxycytidine,PdC)取代dC掺入到pBR322质粒的特定位点(3195,3222或3281位点)。应用稳态和时间分辨荧光法研究十字形结构DNA的形成。结果显示:(1)稳态荧光特性表明,当PdC掺入到pBR322质粒的3222位点,PdC-pBR322超螺旋荧光强度大约是松弛型PdC-pBR322的4倍;与此同时,其时间分辨荧光寿命大约比松弛型PdC-pBR322长约0.3ns。当PdC掺入到3195或3281位点时,稳态荧光光谱和荧光寿命(两位点处约1.42ns)并没有显著变化。(2)随着盐浓度的增大,荧光寿命略微有变化,但不是很明显。通过检测和分析pBR322质粒的荧光光谱和荧光寿命,表明能够形成在非配对环状部分3222位点含有dC的十字形结构。在一定的盐浓度(0-100mmol/L)条件下,十字形结构能够保持其稳定性。     

竹红菌甲素敏化质粒pBR 322 DNA光氧化——使封闭环DNA转变为开环DNA

甲素可敏化质粒pBR 322 DNA光氧化断链的使其封闭环DNA转变为开环DNA。甲素敏化pBR 322 DNA光氧化反应可被单线态氧淬灭剂-NaN_3抑制,证明此光敏氧化机制属Ⅱ型过程。     

大肠杆菌topA-菌株中质粒pBR322的超凝集结构

超凝集DNA是质粒DNA的一种特殊拓扑结构形式,最初在大肠杆菌SD108(topA gyrB225)细胞中被发现.现在大肠杆菌DM800(topA-gyrB225)细胞中也发现了这种结构,这说明超凝集DNA的形成与细胞内旋转酶活性降低有直接关系,而与拓扑异构酶Ⅰ的存在与否无关.体外实验的结果显示,具有很强的正超螺旋松弛活性的拓扑异构酶Ⅳ可以将超凝集DNA完全松弛,这也证明质粒DNA的超凝集结构与超螺旋结构在细胞内是可以互变的.使用原子力显微镜对分离到的pBR322DNA超凝集结构进行分析,并与普通超螺旋进行比较,结果表明,超凝集DNA分子的结构发生了巨大的变化,其分子长度比正常超螺旋分子缩短了约30%,宽度和高度则增加了60%,结构更接近于A型DNA.另外,原子力显微镜研究结果表明,氯喹的嵌入并非改变了超凝集DNA的超螺旋状态,而是使其打结并最终压缩成一团.     

克隆化探针中载体与临床样品同源性的研究

当前,克隆化探针(由病毒核酸片段和细菌质粒一载体组成)在临床样品的实验诊断和研究中得到了应用。它具有简便、快速、灵敏等优点,并有助于检测那些难于或不能培养的病毒。但是克隆化探针中载体与临床样品的同源性问题应引起重视。我们用常见的克隆载体pBR322作探针,用核酸点杂交和Southern吸印方法,检测了来自173人的213例样品。结果表明,在常用的临床样品:人宫颈脱落细胞、宫颈活检组织、血液中都含有pBR322 DNA的同源序列,这就意味着如果用克隆化探针检测这些临床样品时,可能出现样品与载体发生非特异性反应,而不是与病毒基因片段的特异性反应。实验还表明,经一次电泳纯化的病毒基因片段与pBR322探针杂交,阳性信号明显减弱,但没有完全消失,说明仍有少量pBR322污染。因此,在运用克隆化探针检测临床各类样品时,各系统要按常规设载体探针对照,或者用多次纯化的分离病毒基因片段作探针,以排除载体与临床样品的同源性问题。     

超氧化物歧化酶切割超螺旋DNA的活性

在体外系统中,发现超氧化物歧化酶(SOD)具有切割超螺旋DNA的活性. 猪血和牛血Cu/Zn-SOD以及烟草Mn-SOD都能将超螺旋DNA转变为非超螺旋结构的缺刻环状DNA,进一步产生线状DNA. 它们只作用于超螺旋DNA而不作用于线状DNA. 这个事实排除了SOD样品中污染核酸酶的可能性. 用H₂O₂、胍基抑制或蛋白酶降解的实验结果表明,这两种酶的活性中心处于酶蛋白的不同部位.     

芽孢杆菌质体的研究I．短小芽孢杆菌质体的分离和鉴定

短小芽孢杆菌AS 1.326带有“杀死活性”质体。用琼脂糖—溴化胺乙苯菲啶凝胶电泳方法鉴别出质体带,用电镜方法观察到环状DNA分子,用溴化胺乙苯菲啶消除“杀死活性”质体试验及测定AS1.326菌Kill+表型试验证明AS 1.326菌带有pBP 3“杀死活性”功能的质体。     

大肠杆菌topA－菌株中质粒pBR322的超凝集结构

超凝集DNA是质粒DNA的一种特殊拓扑结构形式，最初在大肠杆菌SD108 (topA⁺ gyrB225)细胞中被发现. 现在大肠杆菌DM800(topA^－ gyrB225)细胞中也发现了这种结构，这说明超凝集DNA的形成与细胞内旋转酶活性降低有直接关系，而与拓扑异构酶Ⅰ的存在与否无关. 体外实验的结果显示，具有很强的正超螺旋松弛活性的拓扑异构酶Ⅳ可以将超凝集DNA完全松弛，这也证明质粒DNA的超凝集结构与超螺旋结构在细胞内是可以互变的. 使用原子力显微镜对分离到的pBR322 DNA超凝集结构进行分析，并与普通超螺旋进行比较，结果表明，超凝集DNA分子的结构发生了巨大的变化，其分子长度比正常超螺旋分子缩短了约30%，宽度和高度则增加了60%，结构更接近于A型DNA. 另外，原子力显微镜研究结果表明，氯喹的嵌入并非改变了超凝集DNA的超螺旋状态，而是使其打结并最终压缩成一团.     

一种简易的抽提共价闭合环状DNA的方法

纯净的、具有生物学活性的共价闭合环状DNA是DNA体外重组技术的一个重要基础。 本文报道的是我们实验室经常使用的抽提质粒pBR 322 DNA的方法。在Zasloff等酸酚法的基础上省略了蛋白酶K和RNA酶,代之     

一个体外构建的重组质粒——pCBI

构建了质粒pBR322和pCRI 的重组质粒——pCBI。已通过转化技术将其送入大肠杆菌,在含有四环素和卡那霉素的培养基中筛选了转化子。在细菌培养液内加入氯霉素使转化子中的重组质粒扩增。采用琼脂糖凝胶电泳法及水溶性两相抽提法纯化重组质粒。重组质粒pCBI 的电泳速度低于两个亲本质粒。用限制酶EcoRI 降解重组质粒,在凝胶电泳上看到两条带,它们的位置分别对应于pBR322线性DNA和pCRI 线性DNA。电镜观察到环状pCBI DNA 并测得其长度为5.77±0.30微米,折合分子量为(11.9±0.6)×10~6道尔顿。     

转座子Tn233(CH)分子量的测定

转座子Tn233(CH)带有str sul抗性基因,最早是在痢疾杆菌的抗药质粒DR233(Tc~r Cm~r Sm~r Su~r)中发现的。现在通过菌株间的配对,将插入了Tn233(CH)转座子的质粒R144drd3::Tn233(CH)转移到E·coli C600/pBR322(Ap~r、Tc~r)细胞中,组成两种质粒共存的菌株。从此菌株中提取出质粒DNA,用转化方法使它转移到E.coli C600菌株,再从所得到的转化子中用复印方法筛选出Tn233(CH)转座到pBR322质粒的转化子E.coli C600/pBR322::Tn233(CH),然后提出此质粒DNA,经限制性内切酶BamHⅠ、EcoRⅠ、PstⅠ、HindⅢ与PvuⅡ等酶切后,在琼脂糖凝胶平板与聚丙烯酰胺凝胶柱上进行电泳分析,分别以BamHⅠ与EcoRⅠ双重酶解的λDNA、HindⅢ酶解的T5DNA、HaeⅢ酶解的M13 DNA与HaeⅢ酶解的pBR322 DNA作为泳动的标记,计算出质粒酶解片段的分子量,用此方法算出各片段分子量的总和为15.93×10~6道尔顿,此即为所求的pBR322::Tn233(CH)分子量,将此值减去pBR322的分子置2.87×10~6道尔顿,得到Tn233(CH)的分子量为13.06×10~6道尔顿。电泳结果还表明在Tn233(CH)DNA分子上,BamHⅠ、EcoRⅠ、PstⅠ、HindⅢ与PvuⅡ分别有5、9、1、6、2个切点数。     

用凝胶电泳纯化具有生物学活性的质粒DNA

采用一般柱电泳装置,在琼脂糖凝胶上将质粒ColEl、pBR322、pSC101、pCRI的DNA与染色体DNA及小分子核酸杂质分开,切出含有质粒的凝胶薄片,电洗脱回收质粒DNA,产物可被限制酶Eco RI酶解;将pBR 322、PSC 101、pCRI DNA转化大肠杆菌C_(600),每微克DNA可产生10~4个转化子;从pSC 101、pCRI转化子细胞中再抽提出相应质粒,它们同样具有亲本质粒的遗传特性和分子特性。     

玉米线立体类质粒的克隆和鉴定

S型细胞质雄性不育玉米的线粒体类质粒S-1为一个长6.4kb的双链线状DNA分子。本文对基本上全长的S-1（只用限制内切酶PstI在两端各切掉128bp）在pUC18和pBR322两种质粒中进行了克隆得到4种杂合的质粒。限制性酶切图谱证明它们分别是S-1以不同方向克隆在两种质粒中的结果,Southern印迹杂交也证明S-1克隆在pBR322中.     

大肠杆菌噬菌体T4DNA连接酶基因(G30)无性繁殖系的建成和鉴定

通过限制性内切酶EcoRl 或 HindIII部分降解T₄．含胞嘧啶DNA,并把它们连接到运载体pBR 322上,转化大肠杆菌KH 802,获得了5000余株T4。基因无性繁殖系。用标记援救的遗传学试验,从中筛选出2株带有T4．基因30片段的无性繁殖系,其中pAM 3158带有比较完整的基因30。琼脂糖凝胶电泳表明该菌株中的杂合质粒DNA分子量比pBR 322的大,并日经 Hind Iil降解后可见一条新带。     

Gap-Repair方式建立一种基于pBR322-Red的新型重组工程系统

应用Gap—Repair新技术,以pBR322为载体,在λ噬菌体Red重组酶的作用下,通过同源重组直接从大肠杆菌DY330染色体上亚克隆了长度为6．7kb的包含Red重组酶基因的λ噬菌体左向操纵子基因序列。建立了一种能够随意在不同细菌宿主中转移的基于pBR322-Red的重组工程系统。为了验证pBR322-Red的生物功能,以大肠杆菌染色体上的galk基因为靶标,用Red介导的单链DNA重组技术敲入T→G单碱基突变,使galk基因内编码第145位氨基酸的密码子由TAT转变成TAG,产生了一个琥珀突变。确定了pBR322-Red系统的重组功能。     

用人造微小染色体技术研究着丝粒和端粒的DNA结构与功能

为了在细胞世代中保持其稳定性,染色体起码应具备3个结构要素,那就是有一个DNA复制起点;一个着丝粒(ccntromere)使细胞分裂时两个姊妹染色单体能平均分配到子细胞里;最后,在染色体的两个末端必须有端粒(telomere),使DNA能完成复制。近年来人们采用分子克隆技术把真核细咆染色体的复制起点、着丝粒和端粒的DNA片段分别克隆成功。并且把它们互相搭配或改造而构成所谓“人造微小染色体”(aftificial minichromosomes),以研究这3种成分的结构与功能。 一、染色体复制起点 大肠杆菌质粒pBR322不能转化酵母细胞,因为pBR322上的DNA复制起点不能被酵母系统所识别,DNA不能复制。1979年Stinchcomb和Carbon实验室分别把带有遗传标记,例如Trp~+的酵母DNA的EcoRI片段插入pBR322,用来转化trp~-酵母,获得了带有质粒并能传代的Trp~+细胞。它们所含的质     

大肠杆菌cosmid质粒的分离和DNA构型

Bolivar等u]于1977年用人工重组技术从ColEl质粒构建出声pBR322质粒,由于pBR322质粒带有两个抗药性标记,有多拷贝以及多种限制性内切酶单一切点等特性,近年来已被广泛用作重组DNA实验的载体。Collins等^[2]用pBR3222质粒与λ charon 4A的带有Cos位点的EcoRI酶切片段重组,进一步得到cosmid质粒,cosmid质拉除了具有pBR322质粒原来的优点外,它能够携带更大的外源DNA片段(40Kb),能够像λ charon 4A一样在体外进行包装,从而提高转化率。