Question

【題目】環(huán)境雌激素( EEs)嚴重危害動物和人類的健康。幼年斑馬魚的卵黃蛋白原基因（Z基因）在正常情況下不表達，在EEs的誘導下可表達且表達水平和EEs的濃度呈正相關(guān)。為了簡便直觀地檢測水體環(huán)境中雌激素污染情況，研究人員培育了一種轉(zhuǎn)基因斑馬魚，部分過程如下。

請回答：

(1)啟動子的作用是 ____。為了獲得Z基因的啟動子，應(yīng)從斑馬魚的____（填“基因組文庫”或“cDNA文庫”）中獲取。

(2)對Z基因啟動子進行擴增前，應(yīng)設(shè)計合適的引物，使擴增后的DNA片段中含有位點____ ，以便Z基因啟動子能定向插入原始質(zhì)粒的正確位置。

(3)獲得的重組質(zhì)粒可通過顯微注射到斑馬魚 ___中。為鑒定是否成功導入，應(yīng)選擇含有 ___（填“Z”或“EGFP”）基因的DNA片段作為探針進行檢測，理由是____。

(4)選取成功導入重組質(zhì)粒的斑馬魚均分為兩組，分別在含EEs、不含EEs的環(huán)境培養(yǎng)。 一段時間后檢測相關(guān)基因的表達情況，結(jié)果如下。

培養(yǎng)條件	Z基因	EGFP基因
含EEs	+	+
不含EEs	-	-

注：“+”表示相關(guān)基因表達、“-”表示相關(guān)基因未表達

依據(jù)上述結(jié)果，說出利用轉(zhuǎn)基因斑馬魚簡便直觀地檢測水體環(huán)境中雌激素污染的原理。_____。

Answer 1

【答案】作為RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄 基因組文庫 Hind III（或EcoR I） 和BamH I 的切割 受精卵 EGFP 導入前斑馬魚基因組已含Z基因，而EGFP基因為外源基因，導入成功的斑馬魚才含有EGFP基因 當水體環(huán)境中含有EEs時，Z基因的啟動子被激活，使EGFP基因表達出綠色熒光蛋白，且表達水平和EEs的濃度呈正相關(guān)。可以通過觀察轉(zhuǎn)基因斑馬魚的熒光強度判斷水體環(huán)境中雌激素污染的程度

【解析】

基因工程的操作步驟：獲取目的基因（基因文庫、PCR、人工合成）；構(gòu)建基因表達載體（含標記基因、啟動子、終止子、目的基因、復制原點等）；把目的基因?qū)�入受體細胞（顯微注射法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法、鈣離子處理法）；目的基因的檢測和鑒定（分子水平和個體水平檢測，前者包括DNA分子雜交、分子雜交和抗原抗體雜交；后者如抗蟲抗病接種實驗）。

（1）啟動子作為RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因。部分基因文庫不含啟動子，故應(yīng)該從基因組文庫獲取Z基因的啟動子。

（2）由圖可知，Z基因啟動子插入部位之前有Hind III（或EcoR I）識別位點，之后有BamH I的識別位點，故要對Z基因啟動子進行擴增前，應(yīng)設(shè)計合適的引物，使擴增后的DNA片段中含有位點Hind III（或EcoR I） 和BamH I 的切割，以便Z基因啟動子能定向插入原始質(zhì)粒的正確位置。

（3）應(yīng)該將重組質(zhì)粒導入到動物細胞的受精卵中，故獲得的重組質(zhì)粒可通過顯微注射到斑馬魚受精卵中。由于導入前斑馬魚基因組已含Z基因，而EGFP基因為外源基因，導入成功的斑馬魚才含有EGFP基因，故要鑒定是否成功導入，應(yīng)選擇含有EGFP基因的DNA片段作為探針進行檢測，看是否有雜交帶出現(xiàn)。

（4）由實驗結(jié)果可知，環(huán)境中含EEs則Z基因和EGFP基因均表達；不含EEs，則Z基因和EGFP基因均不表達。當水體環(huán)境中含有EEs時，Z基因的啟動子被激活，使EGFP基因表達出綠色熒光蛋白，且表達水平和EEs的濃度呈正相關(guān)。可以通過觀察轉(zhuǎn)基因斑馬魚的熒光強度判斷水體環(huán)境中雌激素污染的程度。