Question

【题目】研究发现，斑马鱼的HuC基因在早期胚胎神经细胞中选择性表达，为了研究该基因转录起始位点上游的部分序列对该基因表达的影响，科研人员做了如下实验。

（1）为确定HuC基因的转录起始位点，提取斑马鱼早期胚胎神经细胞的总RNA，以与__________互补的一段单链DNA序列做为引物，加入________酶，获得cDNA。对该cDNA的序列进行测定，与HuC基因的序列进行比对，确定转录起始位点，定为+1号碱基，其上游的碱基定为负值。

（2）为了探究转录起始位点上游不同长度片段在基因转录中的作用，科研人员从__________（选填“基因组”或“cDNA”）文库中获取该转录起始位点上游的片段，用__________酶处理此片段和含GFP （绿色荧光蛋白）基因的载体，获得重组DNA分子。

（3）用不同种类的限制酶重复步骤（2），获得不同长度的重组DNA分子，通过显微注射方法分别导入斑马鱼的__________细胞，通过荧光显微镜观察早期胚胎神经细胞、肌肉细胞中的荧光强度，结果如图所示。

注：“+”多少表示荧光强度，“-”表示未检测到荧光。虚线表示直接连接在一起。

①获得图中所示的重组DNA分子，需要用到的限制酶有__________种。

②据图分析，缺失HuC基因上游的__________片段就会造成HuC基因在所有细胞中表达被完全抑制。-1962bp至-432bp片段的存在会__________HuC基因在肌肉细胞中的表达，对神经细胞中的表达__________。

Answer 1

【答案】 HuC mRNA 逆转录 基因组 限制酶和DNA连接 受精卵 7 -251bp至-1bp 部分抑制 无显著影响

【解析】试题分析：分析题图可知，将绿色荧光蛋白基因与转录起点上游-2771的碱基序列重组形成重组质粒，神经细胞绿色荧光蛋白基因表达最强烈，肌肉细胞的绿色荧光蛋白基因不表达，-2473、-1962、-1162、-431、--251分别与绿色荧光蛋白基因重组形成重组DNA分子，神经细胞的绿色荧光蛋白基因表达部分受抑制，而肌肉细胞中的绿色荧光蛋白基因表达逐渐增强，缺少251bp至-1bp片段，绿色荧光蛋白基因在神经细胞和肌肉细胞都不表达。

（1）由题意知，研究HuC基因的转录起始位点的方法是通过逆转录形成cDNA，然后与HuC基因的序列比对进行确定，因此选择逆转录的模板应该是HuC基因转录形成的mRNA，引物为与HuCmRNA互补的一段单链DNA序列，逆转录过程需要加入逆转录酶进行催化。
（2）探究转录起始位点上游不同长度片段在基因转录中的作用，应从基因组文库中进行选择该转录起始位点上游的不同长度的片段；基因重组技术所用到的酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
（3）重组DNA分子导入动物细胞常用的方法是显微注射法，常用的受体细胞是受精卵。
①DNA重组过程中需要用限制性内切酶切割DNA分子和目的基因，由题图可知，获取-1162bp～-1bp与获取-2771bp～-1163bp的酶相同、获取-431～-1bp与-2771bp～-432bp酶相同，-251bp～-2771bp～-252bp酶相同，因此得图中所示的重组DNA分子，需要用到的限制酶有7种。
②由题图可知，缺失HuC基因上游的-251bp至-1bp片段，神经细胞和肌肉细胞都没有绿色荧光，因此说明缺失HuC基因上游的-251bp至-1bp片段就会造成HuC基因在所有细胞中表达被完全抑制。-1962bp至-432bp片段的存在会部分抑制HuC基因在肌肉细胞中的表达，对神经细胞中的表达无显著影响。