Question

【題目】圖（a）中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖（b）為某種表達載體示意圖（載體上的EcoRI、Sau3AI的切點是唯一的）。

根據基因工程的有關知識，回答下列問題：

（1）經BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被_____________酶切后的產物連接，理由是兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端是 ___________________________________

（2）若某人利用圖（b）所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖（c）所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有______，不能表達的原因是_____________________________________________________________________________。

（3）DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有____________和____________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是_____________。

Answer 1

【答案】Sau3AⅠ -——CTAG 甲和丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉錄 E．coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶

【解析】

1、“分子手術刀”--限制性核酸內切酶（限制酶）：
（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。
（2）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。
（3）結果：經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。
2、“分子縫合針”--DNA連接酶：
（1）兩種DNA連接酶（EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶）的比較：
①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。
②區別：EcoliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶來源于T4噬菌體，可用于連接粘性末端和平末端，但連接效率較低。
（2）與DNA聚合酶作用的異同：DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。
3、基因表達載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因。
（1）啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。
（2）終止子：也是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的尾端。
（3）標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。

（1）分析圖解可知，限制酶Sau3AI和BamHI酶切割后形成的黏性末端相同，均為-——CTAG，因此經BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被Sau3AI酶切后的產物連接。
（2）在基因表達載體中，啟動子位于目的基因的首端，終止子應位于目的基因的尾端，插入到啟動子和終止子之間的目的基因才能表達，而圖中甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，甲和丙的結構均不符合目的基因表達的條件，所以不能在宿主細胞中表達目的基因產物。
（3）DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4DNA連接酶。