Question

λ噬菌体有极强的侵染能力，并能在细菌中快速地进行DNA的复制，最终导致细菌破裂(称为溶菌状态)，或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体(称为溶原状态)。在转基因技术中常用λ噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，进而构建基因文库。相关操作如图。请分析回答相关问题。

(1)组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51 kb，则λgt10载体可插入的外源DNA的长度范围为________，为获得较大的插入能力，在改造载体时可删除噬菌体DNA组成中的________序列以缩短其长度。

(2)λ噬菌体DNA上通常没有合适的标记基因，故人工改造时需加装合适的标记基因，如图中λgt10载体中的imm434基因。该基因编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。可见，构建基因克隆载体时，外源DNA的插入位置是imm434基因________(填“之中”或“之外”)。培养后处于________状态表明已成功导入目的基因。

(3)包装用的蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是________，若对其进行标记并做侵染实验，可获得的结论是__________________________________________________________ 。

(4)举一例生物界中与溶原状态相似的现象：_________________________________________。

(5)分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10 h左右的大肠杆菌—噬菌体的培养液超速离心，从________部位获得噬菌体。苯酚抽提，释放噬菌体重组DNA。最后，需用乙醇析出DNA，该操作依据的原理是______________________________________________________________。

 

Answer 1

(1)0～7.6 kb 中部 (2)之中 溶菌 (3)S 蛋白质外壳不进入细菌中 (4)HIV逆转录后DNA整合到人T细胞的DNA中 (5)上清液 DNA不溶于酒精

【解析】(1)人工改造后的λgt10载体的长度是43.4 kb，而被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51 kb，因此λgt10载体可插入的外源DNA的最大长度是51－43.4＝7.6(kb)。为获得最大的插入能力，需要去除λ噬菌体DNA中的一部分序列，从图中λ噬菌体DNA的结构看，只有中部的DNA序列可以去除，因为右臂的调控序列必须保留，而左侧的编码蛋白质外壳的序列也必须保留。(2)从组装噬菌体侵染培养过程看，子代噬菌体需要从溶菌状态的细菌中释放出来，而标记基因imm434可以控制合成阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物，所以需要将目的基因插入imm434基因之中破坏其结构，这样带有目的基因的噬菌体侵染细菌后会出现溶菌状态，而不含目的基因的噬菌体侵染细菌后不会出现溶菌状态。(3)噬菌体的蛋白质外壳特有S元素。通过35S标记会发现噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳不进入细菌中。(5)培养一段时间后释放出来的子代噬菌体位于上清液中。苯酚抽提，释放噬菌体重组DNA后，可用乙醇析出DNA，因为DNA不溶于酒精。