Question

【題目】探針是指以放射性同位素、生物素或熒光染料等進行標記的已知核苷酸序列的核酸片段，可用于核酸分子雜交以檢測目標核苷酸序列是否存在。如圖（1）所示是某實驗小組制備的兩種探針，圖（2）是探針與目的基因雜交的示意圖。請回答下列有關問題：

（1）核酸探針與目標核苷酸序列間的分子雜交遵循____。設計核苷酸序列是核酸探針技術關鍵步驟之一。圖（1）所示的兩種核酸探針（探針2只標注了部分堿基序列）都不合理，請分別說明理由____、____。

（2）cDNA探針是目前應用最為廣泛的一種探針。制備cDNA探針時，首先需提取、分離獲得____作為模板，在____的催化下合成cDNA探針。利用制備好的β-珠蛋白基因的cDNA探針與β-珠蛋白基因雜交后，出現了如圖（2）中甲、乙、丙、丁等所示的“發夾結構”，原因是____。

（3）基因工程中利用乳腺生物反應器生產α-抗胰蛋白酶，應選用____切割含有目的基因的DNA片段和載體，并用____方法導入____中，再利用SRY探針（Y染色體上的性別決定基因）進行檢測，將檢測反應呈____（填“陽”、“陰”）性的胚胎進行移植培養。

Answer 1

【答案】堿基互補配對原則 探針1堿基序列過短，特異性差 探針2自身折疊后會出現部分堿基互補配對而失效 mRNA 逆轉錄酶 β-珠蛋白基因中含有不表達序列（或內含子） 同種限制酶 顯微注射 受精卵 陰

【解析】

分析圖（1）：探針1序列為-CAGG-，該序列過短，特異性差；探針2序列為-CGACT--AGTCG-，該序列有自身折疊后會出現局部堿基互補配對而失效。

分析圖（2）：探針與目的基因雜交后，出現甲、乙、丙、丁等所示的“發夾結構”。

基因探針，即核酸探針，是一段帶有檢測標記，且順序已知的，與目的基因互補的核酸序列(DNA或RNA)�；�因探針通過分子雜交與目的基因結合，產生雜交信號，能從浩翰的基因組中把目的基因顯示出來。根據雜交原理，作為探針的核酸序列至少必須具備以下兩個條件：①應是單鏈，若為雙鏈，必須先行變性處理。②應帶有容易被檢測的標記。它可以包括整個基因，也可以僅僅是基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉錄而來的RNA。為了制備cDNA 探針，首先需分離純化相應mRNA，這從含有大量mRNA的組織、細胞中比較容易做到。有了mRNA作模板后，在逆轉錄酶的作用下，就可以合成與之互補的DNA(即cDNA)，cDNA與待測基因的編碼區有完全相同的堿基順序，但內含子已在加工過程中切除。

（1）核酸探針與目標核苷酸序列間的分子雜交是指用已知的具有標記的核苷酸序列與目標核苷酸序列進行堿基互補配對。分析圖（1）：探針1序列為-CAGG-，該序列過短，特異性差；探針2序列為-CGACT-AGTCG-，該序列有自身折疊后會出現局部堿基互補配對而失效。

（2）分析圖（2）：cDNA是以mRNA為模板逆轉錄形成的，該過程需要逆轉錄酶的催化，逆轉錄法合成的cDNA不含內含子，而β-珠蛋白基因中含有不表達序列（或內含子），因此探針利用制備好的探針與目的基因雜交后，出現甲、乙、丙、丁等所示的“發夾結構”。

（3）基因工程中用同種限制酶切割目的基因和運載體，獲得相同的黏性末端，便于連接。將目的基因導入動物細胞常用的受體細胞為受精卵，常用的方法為顯微注射法。利用乳腺生物反應器生產α-抗胰蛋白酶時，應選擇雌性胚胎進行移植，所以在胚胎移植前，先要從早期胚胎的滋養層部位取樣，再利用SRY探針進行檢測，將檢測反應呈陰性（雌性）的胚胎進行移植。