14.Hedgehog基因(H)广泛存在于无脊椎动物和脊椎动物中,在胚胎发育中起重要作用.我国科研工作者利用基因敲除和核酸分子杂交技术研究了H基因在文昌鱼胚胎发育中的作用.
(1)在脊椎动物各个不同类群中,H基因的序列高度相似.H基因高度保守,是由于该基因的突变类型在自然选择(进化)中被淘汰.
(2)研究者使用了两种TALE蛋白对文昌鱼的H基因进行敲除.TALE蛋白的结构是人工设计的,蛋白质的中央区能够结合H基因上特定的序列,F区则能在该序列处将DNA双链切开,如图1所示.

①根据TALE蛋白的功能设计出其氨基酸序列,再根据氨基酸序列对应的密码子(mRNA)序列推测出编码TALE蛋白的DNA序列,人工合成DNA序列之后再以其为模板进行转录生成mRNA.
②将两种mRNA用显微注射法导入文昌鱼的卵细胞中,然后滴加精液使卵受精.此受精卵发育成的个体为F0代.
③F0代个体细胞内被两种TALE蛋白处理过的DNA重新连接后,H基因很可能因发生碱基对的缺失而丧失功能,基因丧失功能则被称为“敲除”.
(3)提取F0代胚胎细胞DNA,克隆H基因,用BsrGⅠ进行切割,电泳后用放射性同位素标记的H基因片段为探针进行DNA分子杂交,实验结果如图2所示.图中样品2代表的F0个体中部分H基因已被敲除.研究者发现,在F0个体产生的所有配子中,通常只有部分配子的H基因被敲除,可能的原因是F0受精卵中成对的H基因中仅一个被敲除(F0胚胎中仅部分细胞的H基因被敲除、细胞中H基因未被敲除).
(4)将F0代与野生型鱼杂交,再从F1代鱼中筛选出某些个体相互交配,在F2代幼体发育至神经胚期时进行观察和计数,结果如表所示.
F2中正常幼体数F2中畸形(无口和鳃,尾部弯曲)幼体数
第一组10129
第二组10633
第三组9831
根据杂交实验结果可知,F1代鱼中筛选出的个体均为杂合子(杂合子/纯合子),H基因的遗传符合基因分离定律.随着幼体继续发育,进一步检测到的各组中正常个体数与畸形个体数的比例将会升高.
 0  127626  127634  127640  127644  127650  127652  127656  127662  127664  127670  127676  127680  127682  127686  127692  127694  127700  127704  127706  127710  127712  127716  127718  127720  127721  127722  127724  127725  127726  127728  127730  127734  127736  127740  127742  127746  127752  127754  127760  127764  127766  127770  127776  127782  127784  127790  127794  127796  127802  127806  127812  127820  170175 

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