大腸桿菌（Escherichia coli）大腸埃希氏菌，它是一種普通的原核生物，根據不同的生物學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菌（G-）。

一、簡介

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，能運動，無芽孢。能發酵多種糖類產酸、產氣，是人和動物腸道中的正常棲居菌，嬰兒出生后即隨哺乳進入腸道，與人終身相伴，幾乎占糞便干重的1/3。國家規定，每毫升飲用水中的菌落總數小于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中的應用：大腸桿菌作為外源基因表達的宿主，遺傳背景清楚，技術操作簡單，培養條件簡單，大規模發酵經濟，倍受遺傳工程專家的重視。大腸桿菌是應用最廣泛，最成功的表達體系，常做高效表達的首選體系。它的基因組DNA為擬核中的一個環狀分子，同時可以有多個環狀質粒DNA。大腸桿菌細胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4 700 000個堿基對，在DNA分子上分布著大約4 400個基因，每個基因的平均長度約為1 000個堿基對。分子生物學中常用的大腸桿菌菌株，除了少數幾個例外，在DNA重組實驗中所用的菌株大多數都是大腸桿菌菌株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、分類及區別

1：DH5a菌株

DH5a是一種常用于質粒克隆的菌株。E.coliDH5a在使用pUC系列質粒載體轉化時，可與載體編碼的β－半乳糖苷酶氨基端實現α－互補。可用于藍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克隆于含有噬菌體T7啟動子的表達載體（如pET系列）的基因。T7噬菌體RNA聚合酶位于λ噬菌體DE3區，該區整合于BL21的染色體上。該菌適合表達非毒性蛋白。

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

3：BL21(DE3)pLysS菌株

該菌株含有質粒pLysS，因此具有氯霉素抗性。PLysS含有表達T7溶菌酶的基因，能夠降低目的基因的背景表達水平，但不干擾目的蛋白的表達。該菌適合表達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系列質粒載體進行DNA轉化或用M13phage載體進行轉染時，由于載體DNA產生的LacZa多肽和JM09編碼的LacZΔM15進行α－互補，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：TOP10菌株

該菌株適用于高效的DNA克隆和質粒擴增，能保證高拷貝質粒的穩定遺傳。

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

該菌株遺傳性能穩定，使用方便，適用于各種基因重組實驗

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序列的第一個胞嘧啶C-5位置上引入甲基。常用的菌株都會產生dam,dcm，從而受到甲基化的影響.部分限制性內切酶對甲基化的DNA不能切割，如FbaI和MboI等，一般生物公司提供的內切酶說明中均有說明。大多數酶切位點的甲基化不影響切割，而有些會影響，如XbaI,BclI等。而且甲基化只發生在特定序列，以XbaI為例，只有在位點序列旁出現GA或TC，該XbaI位才會被甲基化。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識別切割位點與MboI相同；但不受甲基化影響；

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