Question

Cre/loxP重组酶系统是对转基因受体细胞DNA上的特定序列进行定点切割和重新连接，从而在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。其原理是重组酶Cre能识别loxP位点(特定的DNA序列)，并使loxP位点间的基因序列被重组或删除。受此启发，科学家在检测抗虫基因成功导入烟草细胞后，尝试用Cre/loxP重组酶系统删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因，其技术过程如下图所示(其中■表示启动子)。

 

（1）在基因工程中使用的载体除质粒外，还有_________________________等；loxP是一种含34个碱基对的小型DNA片段，由一个不对称的间隔区和两个反向重复序列组成。Cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开_____________________________键，类似于基因工程中的限制酶，从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒的原理是__________________________________________。

（2）经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开，得到图中右侧的两个环状DNA分子。研究发现，抗除草剂基因在烟草细胞中不再表达，试分析其原因：___________________________。

（3）通常用_______________法把携带抗虫基因的重组质粒甲导入烟草细胞，而重组质粒甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的_____________(填分生区或成熟区)细胞，原因是_______________________________________。

Answer

λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 磷酸二酯 基因重组 质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子 农杆菌转化 分生区 分生区细胞分化程度低、分裂能力强，全能性更容易表达

【解析】

分析图示可知，质粒甲上含有抗虫基因和抗除草剂基因，两基因前端均有一个启动子，抗除草剂基因位于两个loxP序列之间，用重组酶Cre处理后，仅一个loxP序列和抗除草剂基因被切下，并首位相连成环形成质粒乙，剩余部分也重新连接成环。

（1）在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等；Cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开磷酸二酯键，类似于基因工程中的限制酶，重组酶Cre能使loxP位点间的基因序列被重组或删除，从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒的原理是基因重组。

（2）启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需蛋白质。由图示可知，质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子，因此抗除草剂基因在烟草细胞中不再表达。

（3）通常用农杆菌转化法把携带抗虫基因的重组质粒甲导入烟草细胞，而重组质粒甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞，因为分生区细胞分化程度低、分裂能力强，全能性更容易表达。