Question

【題目】R-7是家蠶體內的一種小分子非編碼RNA，可與某些mRNA尾端的一段非編碼序列（3'-UTR）結合，進而影響基因的表達。為研究R-7是否影響家蠶基因B（調控家蠶眼睛發(fā)育）的表達，科研人員將基因B中對應3'-UTR的DNA片段與熒光素酶基因（該基因的表達不受R-7的影響）重組如甲圖所示，將該重組載體導入家蠶胚胎細胞并觀察其表達，結果如乙圖所示。回答下列問題：

（1）要想短時間內獲得大量目的基因需用到的技術是_______________________，該技術的原理是________________________。若一個含目的基因的DNA擴增n代，則共需消耗______________對引物。

（2）圖甲中對應3'-UTR的DNA片段應插入到位點___________，原因是________________�；�因工程的核心步驟是________________，其目的是__________________________。

（3）科研人員從乙圖所示的實驗組和對照組細胞中提取蛋白質，經處理檢測后獲得相對熒光值（在適宜條件下，熒光素酶可催化熒光素發(fā)生氧化反應并發(fā)出熒光）。實驗組為將重組載體導入含R-7的家蠶胚胎細胞中，對照組1為將含有熒光素酶基因的表達載體（不含對應3′-UTR的DNA片段）導入含R-7的家蠶胚胎細胞中，則對照組2應為_________________。由結果推知R-7通過_______________________進而抑制基因B的表達。

Answer 1

【答案】PCR擴增技術 DNA雙鏈復制 2n-1 2 目的基因應插入到啟動子與終止子之間，且不能破壞熒光素酶基因 基因表達載體的構建 使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并可以遺傳給下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用 將重組載體導入不含（或去除）R-7的家蠶胚胎細胞中 與基因B所轉錄的mRNA的3'-UTR結合

【解析】

題圖圖甲是基因表達載體的模式圖，包括：啟動子、目的基因、熒光素酶基因（標記基因）、終止子。圖乙可以看出實驗組的相對熒光值較低，而對照組1和對照組2的相對熒光值較高。

（1）短時間內獲得大量目的基因需用到的技術是PCR擴增技術，該技術原理是DNA雙鏈復制。若對一個含基因B的DNA擴增n代，共得到2n個DNA，凈增DNA為2n-1，因此共需消耗的引物為2n－1個。

（2）依題意可知，R-7是家蠶體內的一種小分子非編碼RNA，可與某些mRNA尾端的一段非編碼序列(3'-UTR)結合，進而影響基因的表達。即3'-UTR位于某些mRNA的尾端，由于mRNA是以DNA分子的一條鏈為模板轉錄而來的，因此圖甲中對應3'-UTR的DNA片段應插入到位點2，原因是目的基因應插入到啟動子與終止子之間，且不能破壞熒光素酶基因�；�因工程的核心步驟是基因表達載體的構建，其目的是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并可以遺傳給下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。

（3）由圖乙可知實驗組的相對熒光值較低，而對照組1和對照組2的相對熒光值較高。又因為對照組1的處理為將含有熒光素酶基因的表達載體(不含對應3′-UTR的DNA片段)導入含R-7的家蠶胚胎細胞中，說明沒有R-7片段的細胞中熒光素酶基因正常表達，相對熒光值較高。實驗組為將重組載體導入含R-7的家蠶胚胎細胞中，相對熒光值較低，說明R-7抑制了熒光素酶基因的表達。由此可以推測對照組2的處理應為將重組載體導入不含(或去除)R-7的家蠶胚胎細胞中。R-7通過與基因B所轉錄的mRNA的3'-UTR結合進而抑制基因B的表達。