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DNA是主要遺傳物質(zhì),能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息,這此遺傳信息就蘊(yùn)藏在4種脫氧核苷酸的排列順序之中。如何才能測(cè)定某段DNA分子的序列信息呢?
DNA測(cè)序技術(shù)到目前為止已經(jīng)發(fā)展了三代。第一代DNA測(cè)序技術(shù)是1975年由桑格和考爾森開(kāi)創(chuàng)的鏈終止法又稱Sanger法。在1977年,桑格測(cè)定了第一個(gè)基因組序列,噬菌體X174,全長(zhǎng)5375個(gè)堿基。自此,人類獲得了窺探生命遺傳差異本質(zhì)的能力,并以此為開(kāi)端步入基因組學(xué)時(shí)代。這種方法至今還在廣泛使用。研究人員在Sanger法的多年實(shí)踐之中不斷對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。在2001年完成的首個(gè)人類基因組圖譜就是以改進(jìn)了的Sanger法進(jìn)行測(cè)序的。
Sanger法核心原理:由于雙脫氧核苷酸(ddNTP)的2′和3′都不含羥基,其在DNA的合成過(guò)程中不能形成磷酸二酯鍵,因此可以中斷DNA分子合成反應(yīng),在四個(gè)含有4種脫氧核苷酸(dNTP)的DNA體外合成反應(yīng)體系中分別加入一定比例帶有放射性同位素標(biāo)記的ddNTP(分別為:ddATP,ddCTP,ddGTP和ddTTP)。在PCR過(guò)程中復(fù)制隨機(jī)終止,產(chǎn)生四組不同長(zhǎng)度的一系列終止處帶有標(biāo)記的DNA片段。然后在變性凝膠(加入尿素等堿性物質(zhì))_上進(jìn)行電泳和放射自顯影后,可以根據(jù)電泳帶的位置確定待測(cè)分子的DNA序列,具體過(guò)程見(jiàn)下圖。

注:ddA是ddATP的縮寫形式請(qǐng)回答問(wèn)題:
(1)上圖橫線中應(yīng)該加入的物質(zhì)是 DNA聚合酶DNA聚合酶。
(2)材料中還提到“在變性凝膠上進(jìn)行電……”請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)解釋“變性”含義,以及為什么要變性處理 變性:破壞DNA分子中的氫鍵,使DNA分子由雙鏈變成單鏈。變性的目的:避免模板鏈對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響變性:破壞DNA分子中的氫鍵,使DNA分子由雙鏈變成單鏈。變性的目的:避免模板鏈對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
(3)如果電泳結(jié)果如圖所示,請(qǐng)同學(xué)們寫出待測(cè)DNA分子的序列 AGTCDAGCTTAG TCAGCTCGAATCAGTCDAGCTTAG TCAGCTCGAATC。
(4)第一代測(cè)序技術(shù)(Sanger法)能不能測(cè)定序列信息完全未知的DNA,為什么?不能;因?yàn)镾anger法實(shí)施過(guò)程中需要引物,而引物的設(shè)計(jì)也是根據(jù)已知序列設(shè)計(jì)的,所以對(duì)于序列信息完全未知的DNA是無(wú)法進(jìn)行測(cè)序的不能;因?yàn)镾anger法實(shí)施過(guò)程中需要引物,而引物的設(shè)計(jì)也是根據(jù)已知序列設(shè)計(jì)的,所以對(duì)于序列信息完全未知的DNA是無(wú)法進(jìn)行測(cè)序的。
【考點(diǎn)】DNA分子的復(fù)制過(guò)程.
【答案】DNA聚合酶;變性:破壞DNA分子中的氫鍵,使DNA分子由雙鏈變成單鏈。變性的目的:避免模板鏈對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;AGTCDAGCTTAG TCAGCTCGAATC;不能;因?yàn)镾anger法實(shí)施過(guò)程中需要引物,而引物的設(shè)計(jì)也是根據(jù)已知序列設(shè)計(jì)的,所以對(duì)于序列信息完全未知的DNA是無(wú)法進(jìn)行測(cè)序的
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:30引用:2難度:0.6
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