隨著奮斗生物學的發(fā)展,Red同源重組技術(shù)已廣泛應用于大腸桿菌基因工程研究。該技術(shù)可以對大腸桿菌中DNA分子的任意位置進行基因敲除、敲入、點突變等操作,大大推動了基因工程的發(fā)展。質(zhì)粒pKD46是目前應用最廣泛的Red同源重組基因敲除載體,含有溫度敏感型的復制起點oriR101,在30℃培養(yǎng)時可以正常復制,而高于37℃時會自動丟失;該質(zhì)粒還含有來自λ噬菌體的exo、bet、gam三個基因,分別編碼EXO、BET、GAM三種蛋白質(zhì),需要L-阿拉伯糖的誘導才能表達并用于大腸桿菌等工程菌的基因敲除。λ-Red系統(tǒng)介導的基因敲除過程如圖1所示。請回答下列問題:
(1)EXO為雙鏈核酸外切酶,可以結(jié)合在雙鏈DNA的末端,從5'向3'降解DNA單鏈產(chǎn)生 3′3′(填“3′”或“5′”)黏性末端;BEF結(jié)合在EXO外切產(chǎn)生的末端單鏈上,促進其與受體細胞的氫序列進行同源重組,替換靶基因;GAM蛋白能夠抑制受體細胞內(nèi)核酸外切酶活性,進而 抑制抑制(填“抑制”或“促進”)受體細胞對外源DNA的降解。
(2)要將pKD46導入大腸桿菌,首先需用Ca2+處理大腸桿菌,目的是 使大腸桿菌處于感受態(tài),處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)使大腸桿菌處于感受態(tài),處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。為使pKD46在細菌內(nèi)正常復制、Red重組酶正常合成,必須滿足的培養(yǎng)條件是 培養(yǎng)溫度為30℃且培養(yǎng)基中含L-阿拉伯糖培養(yǎng)溫度為30℃且培養(yǎng)基中含L-阿拉伯糖。過程Ⅰ是用含有青霉素的培養(yǎng)基篩選成功導入了pKB46的尖腸桿菌,說明 大腸桿菌不含青霉素抗性基因,pKD46中含青霉素抗性基因大腸桿菌不含青霉素抗性基因,pKD46中含青霉素抗性基因。
(3)利用PCR技術(shù)可獲取卡那霉素抗性基因,要獲取大量卡那霉素抗性基因,應選擇圖2中的引物 Ⅱ、ⅢⅡ、Ⅲ。引物內(nèi)部及兩種引物之間不能存在 堿基互補配對堿基互補配對的序列,避免引物通過折疊形成雙鏈區(qū)或引物之間形成雙鏈區(qū)。
(4)為了篩選出同源重組成功的大腸桿菌,應將大腸桿菌培養(yǎng)在含有 卡那霉素卡那霉素的培養(yǎng)基上,然后再通過在 高于(大于)37℃的溫度高于(大于)37℃的溫度條件下培養(yǎng)、把質(zhì)粒pKD46除去。
【考點】基因工程的操作過程綜合.
【答案】3′;抑制;使大腸桿菌處于感受態(tài),處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài);培養(yǎng)溫度為30℃且培養(yǎng)基中含L-阿拉伯糖;大腸桿菌不含青霉素抗性基因,pKD46中含青霉素抗性基因;Ⅱ、Ⅲ;堿基互補配對;卡那霉素;高于(大于)37℃的溫度
【解答】
【點評】
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