大腸桿菌（Escherichia coli）大腸埃希氏菌，它是一種普通的原核生物，根據(jù)不同的生物學(xué)特性將致病性大腸桿菌分為6類：腸致病性大腸桿菌（EPEC）、腸產(chǎn)毒性大腸桿菌（ETEC）、腸侵襲性大腸桿菌（EIEC）、腸出血性大腸桿菌（EHEC）、腸黏附性大腸桿菌（EAEC）和彌散粘附性大腸桿菌(DAEC).。大腸桿菌屬于革蘭氏陰性細(xì)菌（G-）。

一、簡(jiǎn)介

大腸桿菌（Escherichia coli，E.coli） 革蘭氏陰性短桿菌，大小0.5×1～3微米。周生鞭毛，能運(yùn)動(dòng)，無(wú)芽孢。能發(fā)酵多種糖類產(chǎn)酸、產(chǎn)氣，是人和動(dòng)物腸道中的正常棲居菌，嬰兒出生后即隨哺乳進(jìn)入腸道，與人終身相伴，幾乎占糞便干重的1/3。國(guó)家規(guī)定，每毫升飲用水中的菌落總數(shù)小于100，每100毫升水中不得檢出總大腸菌群。

大腸桿菌在生物技術(shù)中的應(yīng)用：大腸桿菌作為外源基因表達(dá)的宿主，遺傳背景清楚，技術(shù)操作簡(jiǎn)單，培養(yǎng)條件簡(jiǎn)單，大規(guī)模發(fā)酵經(jīng)濟(jì)，倍受遺傳工程專家的重視。大腸桿菌是應(yīng)用最/廣泛，最成功的表達(dá)體系，常做高效表達(dá)的首/選體系。它的基因組DNA為擬核中的一個(gè)環(huán)狀分子，同時(shí)可以有多個(gè)環(huán)狀質(zhì)粒DNA。大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個(gè)DNA分子，長(zhǎng)度約為4 700 000個(gè)堿基對(duì)，在DNA分子上分布著大約4 400個(gè)基因，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為1 000個(gè)堿基對(duì)。分子生物學(xué)中常用的大腸桿菌菌株，除了少數(shù)幾個(gè)例外，在DNA重組實(shí)驗(yàn)中所用的菌株大多數(shù)都是大腸桿菌菌株K12的衍生物。這些突變菌株在遺傳、生化代謝等方面均有不同程度的差異，適合于做不同自菌株基因。

二、分類及區(qū)別

1：DH5a菌株

DH5a是一種常用于質(zhì)粒克隆的菌株。E.coliDH5a在使用pUC系列質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)化時(shí)，可與載體編碼的β－半乳糖苷酶氨基端實(shí)現(xiàn)α－互補(bǔ)?？捎糜谒{(lán)白斑篩選鑒別重組菌株。

基因型：F-，φ80dlacZΔM15，Δ(lacZYA-argF)U169，deoR，recA1，endA1，hsdR17(rk-，mk+)，phoA，supE44，λ-，thi-1，gyrA96，relA1

2：BL21(DE3)菌株

該菌株用于高效表達(dá)克隆于含有噬菌體T7啟動(dòng)子的表達(dá)載體（如pET系列）的基因。T7噬菌體RNA聚合酶位于λ噬菌體DE3區(qū)，該區(qū)整合于BL21的染色體上。該菌適合表達(dá)非毒性蛋白。

基因型：F-，ompT，hsdS（rBB-mB－），gal，dcm（DE3）

3：BL21(DE3)pLysS菌株

該菌株含有質(zhì)粒pLysS，因此具有氯/霉素抗性。PLysS含有表達(dá)T7溶/菌酶的基因，能夠降低目的基因的背景表達(dá)水平，但不干擾目的蛋白的表達(dá)。該菌適合表達(dá)毒性蛋白和非毒性蛋白。

基因型：F-，ompThsdS（rBB-mB－），gal，dcm（DE3，pLysS，Camr

4：JM109菌株

該菌株在使用pUC系列質(zhì)粒載體進(jìn)行DNA轉(zhuǎn)化或用M13phage載體進(jìn)行轉(zhuǎn)染時(shí)，由于載體DNA產(chǎn)生的LacZa多肽和JM09編碼的LacZΔM15進(jìn)行α－互補(bǔ)，從而顯示β－半乳糖苷酶活性，由此很容易鑒別重組體菌株

基因型：recA1，endA1，gyrA96，thi－1，hsdR17，supE44，relA1，Δ（lac－proAB）/F’

5：TOP-10菌株

該菌株適用于高效的DNA克隆和質(zhì)粒擴(kuò)增，能保證高拷貝質(zhì)粒的穩(wěn)定遺傳。

基因型：F-，mcrAΔ(mrr-hsdRMS-mcrBC)，φ80，lacZΔM15，△lacⅩ74，recA1，araΔ139Δ(ara-leu)7697，galU，galK，rps，(Strr)endA1，nupG

6：HB101菌株

該菌株遺傳性能穩(wěn)定，使用方便，適用于各種基因重組實(shí)驗(yàn)

基因型：supE44，hsdS20（rB-mB－），recA13，ara－14，proA2，lacY1，galK2，rpsL20，xyl-5，mtl-1，leuB6，thi-1M110或SCS110-

大多數(shù)大腸桿菌菌株中含有Dam甲基化酶和Dcm甲基化酶，前者可以在GATC序列中腺嘌呤N-6位上引入甲基，后者在CCA/TGC序列的第一個(gè)胞嘧啶C-5位置上引入甲基。常用的菌株都會(huì)產(chǎn)生dam,dcm，從而受到甲基化的影響.部分限制性內(nèi)切酶對(duì)甲基化的DNA不能切割，如FbaI和MboI等，一般生物公司提供的內(nèi)切酶說(shuō)明中均有說(shuō)明。大多數(shù)酶切位點(diǎn)的甲基化不影響切割，而有些會(huì)影響，如XbaI,BclI等。而且甲基化只發(fā)生在特定序列，以XbaI為例，只有在位點(diǎn)序列旁出現(xiàn)GA或TC，該XbaI位才會(huì)被甲基化。而要解除這種限制修飾作用通常有兩種方法：

（1）選用上述酶的同功酶，如Sau3AI，DNA識(shí)別切割位點(diǎn)與MboI相同；但不受甲基化影響；

（2）利用甲基化酶缺失的受體細(xì)胞進(jìn)行DNA的制備，如E.coliJM110和鏈霉菌等，前者Dam和Dcm甲基化酶已敲出，而后者細(xì)胞內(nèi)本就沒(méi)有甲基化酶，從這些細(xì)胞中抽提的DNA就能被上述酶切割。