Question

处在有丝分裂分裂期的细胞染色体高度螺旋化，通常认为不发生转录过程。研究人员用两种活性荧光染料对细胞进行染色，再用荧光显微镜观察不同波长激发光下的细胞，有了新的发现(结果如图)。

（1）实验中，用蓝色荧光染料对DNA进行染色后，用带有绿色荧光标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养细胞，使新合成的_________专一性地带有绿色荧光标记。

（2）在分析实验结果时，需要将不同波长激发光下拍摄的荧光定位细胞图象做叠加处理(图中蓝、绿色荧光叠加)，图象完全重叠，这样处理的目的是________________________。

（3）上述实验结果表明，分裂期细胞也在进行转录，论证的依据是________________。

（4）进一步研究发现，分裂期转录的基因都是维持细胞正常功能所需要的基因(管家基因)，而不是细胞分化中差异性表达的基因(奢侈基因)。请写出研究人员运用分子生物学技术得到上述结果的实验思路。______

Answer

RNA 对RNA的合成进行定位（或确保两图像是同时期的同一细胞的观测结果，证实RNA合成是否发生在染色体DNA位置上） C-2或B-2（或B-3、C-3）表示的分裂期细胞内观察到绿色荧光，表明细胞中有RNA的合成（转录） 从分裂期细胞中提取RNA，在逆转录酶的作用下获得cDNA；通过测序、DNA探针杂交或基因芯片对DNA进行检测，分析转录基因种类和转录量（水平）

【解析】

在细胞有丝分裂间期完成DNA的复制与有关蛋白质的合成，其中蛋白质的合成包括转录与翻译两个阶段。蓝色荧光染料对DNA进行染色后，DNA复制后仍显蓝色；用蓝色荧光染料对DNA进行染色后，用带有绿色荧光标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养细胞，由于DNA的转录要以游离的尿嘧啶核糖核苷酸为原料来合成RNA，因此合成的RNA被染成绿色。

（1）实验中，用蓝色荧光染料对DNA进行染色后，用带有绿色荧光标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养细胞，由于DNA转录时需要尿嘧啶核糖核苷酸为原料合成RNA，且不能用于合成DNA，因此使新合成的RNA专一性地带有绿色荧光标记。

（2）在分析实验结果时，需要将不同波长激发光下拍摄的荧光定位细胞图像做叠加处理，图像完全重叠，这样处理的目的是确保两图像是同时期的同一细胞的观测结果，若图中蓝、绿色荧光叠加，证实RNA合成发生在染色体DNA位置上。

（3）据图可知，B列或C列无细胞核，表示的是分裂期。C-2或B-2（或B-3、C-3）表示的分裂期细胞内观察到绿色荧光，表明细胞中有RNA的合成（转录）。

（4）若要研究分裂期转录的基因都是管家基因，而不是细胞分化中的奢侈基因，可研究分裂期基因转录形成的RNA的类型，进而判断。具体做法是：从分裂期细胞中提取RNA，在逆转录酶的作用下获得cDNA；通过测序、DNA探针杂交或基因芯片对cDNA进行检测，分析转录基因种类和转录量（水平）。