Question

DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示）。

（1）DNA甲基化__________（填“会”或“不会”）改变基因转录产物的碱基序列。

（2）为测定某生物体中特定基因是否发生了如图1所示的甲基化，进行甲基化特异性的PCR实验（MSP）如图2过程。原理：用亚硫酸盐处理DNA后，基因组DNA发生的由甲基化状态决定的序列改变（未甲基化的胞嘧啶变成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶不变）。随后进行引物特异性的PCR。该方法引物设计是关键。MSP中设计两对引物，即一对结合处理后的甲基化DNA链（引物对M），另一对结合处理后的非甲基化DNA链（引物对U）。

①请根据图1中a链序列设计与其互补的引物M的碱基序列__________，引物U的碱基序列__________。（只写出a链左侧前三个碱基对应序列即可）

②若用DNA琼脂糖凝胶电泳检测MSP扩增产物，如图3所示，说明：____________________。

（3）研究发现，这种甲基化会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中，正确的是__________

A．在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接

B．胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合

C．胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变

D．基因的表达水平与基因的甲基化程度无关

Answer

不会 TGC TAC 样本1部分甲基化，样本2全部甲基化 B

【解析】

PCR技术利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（60℃左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72℃左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链，是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术。

（1）根据题图1中信息可知，DNA甲基化没有改变DNA的碱基序列；

（2）①分析题意可知，经亚硫酸盐处理后，甲基化的胞嘧啶不变，则维持原先的ACG序列，故引物M设计为TGC；未甲基化的胞嘧啶变成尿嘧啶，则序列变为AUG，故引物U设计为TAC；

②据图3可知，样本1中引物U能进行扩增，故样本1仅部分发生甲基化，样本2中无样本U扩增产物，说明样本2全部发生甲基化；

（3）A、在单链上相邻的C和G之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接，A错误；

B、甲基化会抑制基因的转录说明甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合，B正确；

C、胞嘧啶甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列，故也不会使表达的蛋白质结构改变，C错误；

D、甲基化会抑制基因转录，甲基化程度越高，基因的表达水平越低，D错误；

故选B。