α1-抗胰蛋白酶(α1-AT)是下呼吸道中最主要的蛋白酶抑制劑,其在血清中含量越低,肺氣腫越易發(fā)生。α 1-AT 補充治療不僅是先天性 α1-AT 缺乏癥的主要治療方法,而且也為其他炎癥性肺疾病的治療開辟了新的途徑。我國科研人員通過基因工程的方法生產α1-AT并用于臨床,如圖是科研人員選用的載體(圖中bp表示堿基對,α 1-AT基因為1182bp)?;卮鹣铝袉栴}。
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注:質粒除圖示部位外以及目的基因內部和外部均無XbaⅠ、SacⅠ、HindⅢ三種限制酶的識別位點。
(1)基因表達載體的作用是
使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在
使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在
(答出1點即可)。質粒中與該作用相關的結構除圖中所示外,還有 復制原點
復制原點
。
(2)從人體獲得α1-AT基因后,通過PCR技術快速擴增。該技術的前提是 已知α1-AT基因兩端的核苷酸序列
已知α1-AT基因兩端的核苷酸序列
,以便設計引物,引物在DNA復制中的作用是 使DNA聚合酶從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸
使DNA聚合酶從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸
。PCR反應需在一定的緩沖溶液中才能進行,理由是 為維持反應體系的pH相對穩(wěn)定,保證酶作用的最適條件
為維持反應體系的pH相對穩(wěn)定,保證酶作用的最適條件
。
(3)在引物設計上,科研人員需要在兩種引物上分別添加合適的限制酶識別序列,理由是 目的基因兩端不含有限制酶XbaⅠ和HindⅢ的識別位點,且引物的3'端開始連接脫氧核苷酸
目的基因兩端不含有限制酶XbaⅠ和HindⅢ的識別位點,且引物的3'端開始連接脫氧核苷酸
,添加位置應位于引物的 5'
5'
(填“5”或“3”)端。
(4)構建基因表達載體時,需將 α1-AT基因與 血清蛋白
血清蛋白
的啟動子等調控組件重組在一起,啟動子是 RNA聚合酶的
RNA聚合酶的
識別、結合的序列,驅動基因的轉錄。
(5)科研人員在構建基因表達載體時選用的限制酶是XbaⅠ和HindⅢ,操作成功后的基因表達載體長 12539
12539
bp。沒有選擇限制酶XbaⅠ和SacⅠ的理由是 無法篩選空質粒和重組質粒
無法篩選空質粒和重組質粒
。
(6)現(xiàn)對篩選出的5只轉基因羊個體進行DNA水平的檢測,判斷目的基因是否導入成功。請?zhí)顚懕砀?,完成實驗設計:
組別 |
實驗組1-5 |
對照組1 |
對照組2 |
模板 |
① 提取的1-5號個體的DNA 提取的1-5號個體的DNA |
② 基因表達載體 基因表達載體 |
空載體 |
PCR體系中加入的其他物質 |
擴增緩沖液、水、引物、TaqDNA聚合酶、四種脫氧核苷酸 |
電泳預期結果 |
有條帶 |
有條帶 |
無條帶 |