主要区别——质粒与转座子

质粒和转座子是两种可移动的遗传元件，分别参与基因组和染色体之间遗传物质的转移。插入序列 (IS) 和附加体是其他类型的可移动遗传元件。质粒是一种染色体外、自我复制的 DNA 分子，自然存在于细菌中，而转座子是一种在基因组内不同位置移动的 DNA 序列。质粒通常是双链环状分子。转座子被称为‘跳跃基因’，它们会导致基因组中 DNA 数量的突变和变化。这 主要区别 质粒和转座子之间是 质粒在基因组之间转移遗传物质，而转座子在同一基因组内的染色体之间转移遗传物质.

涵盖的关键领域

1. 什么是质粒 – 定义、类、特征 2. 什么是转座子 – 定义、类、特征 3. 质粒和转座子有什么相似之处 – 共同特征概要 4. 质粒和转座子有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：Col质粒、接合质粒、降解质粒、DNA转座子、F-质粒、跳跃基因、移动遗传元件、质粒、抗性质粒、逆转录转座子、转座酶、转座子、毒力质粒

什么是质粒

质粒是指独立于染色体复制的遗传元件。质粒是双链环状 DNA 分子，存在于细菌、古细菌、酵母和原生动物的细胞质中。质粒的大小可能在 1 – 1, 000 kbp 之间变化。可以在不同类型的细胞中鉴定出一到数千种不同的质粒类型。自然界中质粒的主要功能是参与接合，这是一种水平基因转移（HGT）的机制。 HGT是指生物体之间遗传物质的移动。

尽管质粒存在于细菌中，但它们并不是细菌在正常条件下生存所必需的。它们包含抗生素抗性、金属抗性、固氮和毒素产生所需的信息。天然存在的质粒可以通过体外技术进行修饰，例如代码转化。质粒是一种载体，用作将遗传信息携带到第二个细胞的载体。质粒载体如图1所示。

图 1：pBR322

质粒的特点

质粒的分类

质粒可以以多种方式分类。根据结合机制，质粒可分为结合质粒和非结合质粒。 接合质粒 由一组转移 (tra) 基因组成，为性菌毛编码，促进细菌的结合（有性繁殖）。质粒从一种细菌到另一种细菌的转化是通过性菌毛进行的。在接合质粒的帮助下转移非接合质粒。细菌结合如图 2 所示。

图 2：共轭

还可以根据其功能鉴定五类质粒：

什么是转座子

转座子是指可以在染色体、质粒或噬菌体 DNA 之间易位的染色体片段。转座子也被称为 转座因子 (TE).转座发生在宿主 DNA 中不存在互补序列的情况下。转座子导致基因组突变。在转座期间，基因组的大小可以增加或减少。由于转座子可能含有基因，它们被称为跳跃基因。

转座子的分类

两类转座子是逆转录转座子和 DNA 转座子。逆转录转座子的生命周期如图 3 所示。

图 3：逆转录转座子循环

逆转录转座子 使用“复制和粘贴”方法通过 RNA 中间体转置；首先制作一个DNA片段的RNA拷贝，然后将其逆转录成DNA片段。长终端重复（LTR) 和短的末端重复 (STR) 是两种类型的逆转录转座子。大多数反转录转座子是 LTR。 LTR 转座子表现出与逆转录病毒相似的结构和功能。 LTR 转座子如图 4 所示。

图 4：LTR 转座子

DNA转座子 通过“剪切和粘贴”方法转置；从基因组的一个位置切下一个转座子并插入另一个位置。转座酶是参与 DNA 转座的酶。细菌 DNA 转座子如图 5 所示。

图 5：细菌 DNA 转座子

DNA 转座子的两侧是两个末端反向重复序列 (TIR)，它们被转座酶识别以进行切除。插入后，目标位点中的 DNA 被复制，形成目标位点重复 (TSD)。 DNA转座机制如图6所示。

图 6：DNA 转座

在两类转座子中，可能存在不编码转座子动员所需蛋白质的非自主元件。因此，这些转座子的移动性可能依赖于自主转座子。例如，微型反向重复转座元件（螨类) 是短 (80-500 bp) DNA 转座子样元件。它们主要存在于真核生物中，尤其是植物物种中。尽管它们具有 TIR 并且两侧有 TSD，但 MITE 缺乏转座酶编码基因。因此，MITE 可能依赖于自主 DNA 转座子进行动员。

质粒和转座子之间的相似性

质粒和转座子的区别

定义

质粒： 质粒是指独立于染色体复制的遗传元件。

转座子： 转座子是指可以在染色体、质粒或噬菌体 DNA 之间易位的染色体片段。

意义

质粒： 质粒是一种染色体外、自我复制的 DNA 分子，天然存在于细菌中。

转座子： 转座子是一种在基因组内不同位置移动的 DNA 序列。

发生

质粒： 质粒天然存在于细菌和一些真核细胞中。

转座子： 转座子存在于细菌和所有真核细胞中。

班级

质粒： F质粒、抗性质粒、col质粒、降解质粒和毒力质粒是五类质粒。

转座子： 逆转录转座子和 DNA 转座子是两类转座子。

自我复制

质粒： 质粒在细胞内可以自我复制。

转座子： 转座子不是自我复制的 DNA 片段。

特征

质粒： 质粒由复制起点、启动子、抗生素抗性基因和多个克隆位点组成。

转座子： 转座子由转座酶的编码区、转座基因和末端重复序列组成。

向量

质粒： 质粒用作载体以产生重组 DNA。

转座子： 转座子用作载体以在插入诱变中插入多个碱基。

基因组的改变

质粒： 质粒可用于将新基因插入另一种生物的基因组中。

转座子： 转座子是诱变剂，有时会导致遗传疾病。

结论

质粒和转座子是转移 DNA 片段的两种可移动遗传元件。质粒和转座子都是细胞内天然存在的。质粒是自我复制的环状 DNA 分子，主要存在于细菌中。它们可用于在基因组之间转移基因。转座子是在基因组内不同位置移动的 DNA 片段。质粒和转座子的主要区别在于它们的作用；质粒在基因组之间转移遗传物质，而转座子在同一基因组内的染色体之间转移遗传物质。

参考：

1. “质粒”。无限微生物学，可在此处获得。2。 Muñoz-López、Martín 和 José L. García-Pérez。 “DNA 转座子：基因组学的性质和应用。” Current Genomics，Bentham Science Publishers Ltd.，2010 年 4 月，可在此处获取。

图片提供：

1. Ayacop (+ Yikrazuul) 的“PBR322” – 通过 Commons Wikimedia2 拥有的作品（公共领域）。腺苷的“共轭” – 自己的作品（CC BY-SA 3.0），来自 Commons Wikimedia3。 Mariuswalter 的“逆转录转座子” – 通过 Commons Wikimedia4 自己的作品（CC BY-SA 4.0）。 Jacek FH 的“复合转座子” – 自制，基于 Image:Composite transposon.jpg (CC BY-SA 3.0) 通过 Commons Wikimedia5。 Mariuswalter 的“DNA 转座子” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY-SA 4.0）