基因敲除是通過一定的途徑使機體特定的基因失活或缺失的技術。科學家常借助基因敲除技術,使特定的基因功能喪失,從而使部分功能被屏蔽,并可進一步對生物體造成影響,進而推測出該基因的生物學功能。來源于λ噬菌體的Red同源重組系統(tǒng)就可用于大腸桿菌等一系列工程菌的基因敲除。
(1)Red同源重組由λ噬菌體的exo、bet、gam3個基因組成,分別編碼EXO、BET、GAM3種蛋白質,EXO為雙鏈核酸外切酶,可以結合在雙鏈DNA的末端,產生3′黏性末端;BET結合在EXO外切產生的末端單鏈上,促進其與受體細胞內正在復制的靶序列進行同源重組,替換靶基因;GAM蛋白能夠抑制受體細胞內核酸外切酶活性,進而 抑制抑制(選填“抑制”或“促進”)受體細胞對外源DNA的降解。
(2)Red同源重組技術要用到質粒pKD46,該質粒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;還有由ParaB啟動子調控的exo、bet、gam基因,需要L-阿拉伯糖誘導表達。λ-Red系統(tǒng)介導的基因敲除過程如圖所示。
①將pKD46導入處于 感受態(tài)感受態(tài)(某種狀態(tài))的大腸桿菌,為使pKD46在細菌內正常復制、Red重組酶正常合成,必需滿足 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-阿拉伯糖的培養(yǎng)條件。過程I是用含有青霉素的培養(yǎng)基篩選成功導入了pKD46的大腸桿菌,這說明 實驗用大腸桿菌不含青霉素抗性基因(或在含青霉素培養(yǎng)基中不能存活)且pKD46質粒含有青霉素抗性基因實驗用大腸桿菌不含青霉素抗性基因(或在含青霉素培養(yǎng)基中不能存活)且pKD46質粒含有青霉素抗性基因。
②用PCR技術擴增卡那霉素抗性基因,將獲得的線性DNA片段導入大腸桿菌,通過同源重組將大腸桿菌基因組DNA上的特定靶基因敲除。
③為篩選出同源重組成功(即靶基因被敲除)的大腸桿菌,過程II所用的培養(yǎng)基必需含有 卡那霉素卡那霉素;然后在 高于37℃的溫度下培養(yǎng)高于37℃的溫度下培養(yǎng),把質粒pKD46除去。
④Red同源重組技術要用到質粒pKD46,該質粒含有ParaB啟動子,負責調控exo、bet、gam基因,ParaB啟動子的作用是 是RNA聚合酶識別及結合的部位,驅動exo、bet、gam基因轉錄出mRNA是RNA聚合酶識別及結合的部位,驅動exo、bet、gam基因轉錄出mRNA。
【考點】基因工程的操作過程綜合.
【答案】抑制;感受態(tài);培養(yǎng)溫度為30℃,且培養(yǎng)基中含L-阿拉伯糖;實驗用大腸桿菌不含青霉素抗性基因(或在含青霉素培養(yǎng)基中不能存活)且pKD46質粒含有青霉素抗性基因;卡那霉素;高于37℃的溫度下培養(yǎng);是RNA聚合酶識別及結合的部位,驅動exo、bet、gam基因轉錄出mRNA
【解答】
【點評】
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