基因敲除又稱基因打靶,該技術通過外源DNA與染色體DNA之間的同源重組,進行精確的定點修飾和基因改造,具有專一性強、染色體DNA可與目的片段共同穩(wěn)定遺傳等特點??捎糜诨蚬δ艿难芯亢蛦位蜻z傳病的治療。為研究小鼠細胞中基因X的功能,科學家通過同源重組法將小鼠胚胎干細胞中的基因X的活性消除并獲得嵌合體小鼠。在制備置換載體時,將neor基因(抗新霉素基因)作為置換基因X的插入突變,同時在neor基因外側添加HSV-tk基因,該基因的表達產物能將DHPG轉化為有毒物質而使細胞死亡,如圖甲所示。置換載體導入ES細胞后,可發(fā)生同源重組和非同源重組,如圖乙所示。

(1)根據(jù)圖甲可知,在構建基因X的置換載體時,需用相同的限制酶限制酶酶切割基因X和neor基因neor基因,該酶的切割位點應位于基因X的內部和neor基因的兩端基因X的內部和neor基因的兩端,用相同酶切的目的是產生相同的黏性末端,便于被DNA連接酶連接產生相同的黏性末端,便于被DNA連接酶連接。
(2)ES細胞在功能上具有的特征是發(fā)育的全能性發(fā)育的全能性,常用顯微注射顯微注射技術將置換載體導入ES細胞,將置換載體導入ES細胞后,如何將發(fā)生同源重組的ES細胞篩選出來?并簡述理由。方法:在培養(yǎng)基中加入新霉素和DHPG,培養(yǎng)導入置換載體的細胞在培養(yǎng)基中加入新霉素和DHPG,培養(yǎng)導入置換載體的細胞;理由:未成功導入的ES細胞中不含neor基因,不抗新霉素,所以在培養(yǎng)基中無法存活。成功導入,但發(fā)生非同源重組的ES細胞中,HSK-tk基因可以表達,其產物會將培養(yǎng)基中的DHPG轉化為有毒物質從而殺死ES細胞。只有發(fā)生同源重組的細胞,含有neor基因,同時無HSV-tk基因,可以在培養(yǎng)基中存活未成功導入的ES細胞中不含neor基因,不抗新霉素,所以在培養(yǎng)基中無法存活。成功導入,但發(fā)生非同源重組的ES細胞中,HSK-tk基因可以表達,其產物會將培養(yǎng)基中的DHPG轉化為有毒物質從而殺死ES細胞。只有發(fā)生同源重組的細胞,含有neor基因,同時無HSV-tk基因,可以在培養(yǎng)基中存活。
(3)將嵌合體胚胎移植到受體小鼠并能在受體小鼠內存活的原因是:受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。
【考點】基因工程的操作過程綜合.
【答案】限制酶;neor基因;基因X的內部和neor基因的兩端;產生相同的黏性末端,便于被DNA連接酶連接;發(fā)育的全能性;顯微注射;在培養(yǎng)基中加入新霉素和DHPG,培養(yǎng)導入置換載體的細胞;未成功導入的ES細胞中不含neor基因,不抗新霉素,所以在培養(yǎng)基中無法存活。成功導入,但發(fā)生非同源重組的ES細胞中,HSK-tk基因可以表達,其產物會將培養(yǎng)基中的DHPG轉化為有毒物質從而殺死ES細胞。只有發(fā)生同源重組的細胞,含有neor基因,同時無HSV-tk基因,可以在培養(yǎng)基中存活;受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應
【解答】
【點評】
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