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某种地中海贫血(TDT) 是严重的单基因病,严重时可能危及生命。人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点,该位点结合BCL1IA蛋白后,γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列,解除对γ基因表达的抑制,可对TDT患者实行基因治疗。研究人员扩增了γ基因上游不同长度的片段,将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测,可以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。分析回答:你分结构 终止子 荧光蛋白基因 P BCLI1A基因 注:-|||-F1~F7 R:引物-|||-R:绝急素诱导下发挥-|||-Nhe I EcoR I Min I EcoR I Xho I 终止子 作用的心动子-|||-限制前识别序列及切制位点:-|||-Mun I: C'AATTG-|||-调挖序列及口动子 R Xho l:CTCGAG-|||-EcoR 1:GAAITC-|||-→(P2) Sall:G-|||-Xho I Min Nhe I:G'CTAGC-|||-Sall 终止子(1)图中启动子是 ____ 识别和结合位点,绿色荧光蛋白基因作为 ____ 。(2)PCR扩增γ基因上游不同DNA片段的原理是 ____ ,为使PCR反应体系中的模板解链为单链,需要满足的条件是 ____ 。(3)将扩增后的产物定向插入载体指导绿色荧光蛋白基因表达,需要在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知,在R末端添加的序列所对应的限制酶应为 ____ 。实验中R等引物的作用是 ____ 。(4)从产物扩增到载体构建完成的整个过程中,除限制酶外,还必须用到的工具酶有DNA连接酶和 ____ ,其中前者催化形成的化学键是 ____ 。(5)将构建好的载体成功转化至除去BCLIIA基因的受体细胞中,结果发现,含F1~F6与R扩增产物的受体细胞发出绿色荧光。向培养液中添加适量的雄激素,含F1~F4与R扩增产物的受体细胞荧光消失,而含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游的调控序列上与引物所对应的位置不含有BCL1IA蛋白的结合位点序列,据此结果可推测,BCLIIA 蛋白结合位点位于 ____ 。

某种地中海贫血(TDT) 是严重的单基因病,严重时可能危及生命。人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点,该位点结合BCL1IA蛋白后,γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列,解除对γ基因表达的抑制,可对TDT患者实行基因治疗。研究人员扩增了γ基因上游不同长度的片段,将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测,可以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。分析回答:
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(1)图中启动子是 ____ 识别和结合位点,绿色荧光蛋白基因作为 ____ 。
(2)PCR扩增γ基因上游不同DNA片段的原理是 ____ ,为使PCR反应体系中的模板解链为单链,需要满足的条件是 ____ 。
(3)将扩增后的产物定向插入载体指导绿色荧光蛋白基因表达,需要在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知,在R末端添加的序列所对应的限制酶应为 ____ 。实验中R等引物的作用是 ____ 。
(4)从产物扩增到载体构建完成的整个过程中,除限制酶外,还必须用到的工具酶有DNA连接酶和 ____ ,其中前者催化形成的化学键是 ____ 。
(5)将构建好的载体成功转化至除去BCLIIA基因的受体细胞中,结果发现,含F1~F6与R扩增产物的受体细胞发出绿色荧光。向培养液中添加适量的雄激素,含F1~F4与R扩增产物的受体细胞荧光消失,而含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游的调控序列上与引物所对应的位置不含有BCL1IA蛋白的结合位点序列,据此结果可推测,BCLIIA 蛋白结合位点位于 ____ 。

题目解答

答案

解:(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,用于基因的转录。绿色荧光蛋白基因作为表达载体中的标记基因。
(2)PCR扩增的原理是DNA双链复制。在体外利用PCR技术扩增目的基因时,利用DNA的高温变性加热至90-95℃,破坏双链之间的氢键,使DNA解链变为单链。
(3)据图中对限制酶的注释可知,限制酶MunⅠ识别并切割后的黏性末端与限制酶EcoRⅠ识别并切割后的黏性末端相同,故R末端添加的序列所对应的限制酶是EcoRⅠ。引物的作用是使DNA聚合酶(Taq酶)从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。
(4)PCR扩增中需要用到的酶是耐热的DNA聚合酶,基因表达载体构建中需要使用DNA连接酶和限制酶。DNA连接酶作用的对象是磷酸二酯键。
(5)向培养液中添加适量的雌激素,此时重组载体上的BCL11A基因表达,产生BCL11A蛋白,BCL11A蛋白与BCL11A蛋白结合位点结合后,导致荧光蛋白基因被抑制;含F1~F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光,则说明BCL11A蛋白结合位点结合后在引物F4与引物R之间的序列上;含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光,则说明BCL11A蛋白结合位点结合后在引物F5的上游序列,故据此结果可推测,BCL11A蛋白结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上。
故答案为:
(1)RNA聚合酶    标记基因
(2)DNA双链复制    加热(至90-95℃)    EcoRⅠ
(3)使DNA聚合酶(Taq酶)从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
(4)耐热的DNA聚合酶   磷酸二酯键
(5)引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上

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