采用IRES序列连接AFP基因(甲胎蛋白基因)和IL-2基因(白细胞介素-2基因)构建双基因共表达重组载体,能够利用同一载体同时表达出人甲胎蛋白以及人白细胞介素-2。该重组载体可用于肝癌的基因免疫治疗,既能发挥细胞因子的免疫调节作用,又能靶向性地针对肝癌产生特异性抗肿瘤效应。下图为双基因共表达重组载体的结构示意图。回答下列问题:
(1)从肝癌HepG2细胞中获取mRNA并逆转录成cDNA作为模板,用含有BglⅡ和EcoRI酶切位点序列的AFP特异性引物进行PCR扩增,得到含有BglⅡ和EcoRI酶切位点的AFP基因片段。
①AFP基因PCR反应体系中需要加入模板、酶、引物和维持pH稳定的____ ,还需加入____ 以激活耐高温DNA聚合酶的活性。
②将限制酶BglⅡ、EcoRI的识别序列接在AFP引物的5'端,原因是____ ,上游引物与下游引物四种碱基的碱基比相当,若上游引物核苷酸数目较多时,这一差异会直接影响PCR中的____ 步骤。
(2)用限制酶BglⅡ、EcoRI分别酶切PIRES2-EGFP质粒得到AFP基因片段,并使用T4DNA连接酶进行连接,得到PIRES2-AFP-EGFP重组载体;从CIK细胞获取cDNA作为模板,用含有BstXI和NotI酶切黏性末端的IL-2特异性引物进行PCR扩增,得到的IL-2基因与酶切后PIRES2-AFP-EGFP重组载体混合,得到PIRES2-AFP-IL-2重组载体。上述表达载体的构建过程中,获取目的基因及切割质粒均使用两种限制酶的目的是____ 。
(3)IRES是mRNA5'端具有的一段较短的RNA序列,这类RNA序列能折叠成类似于起始tRNA的结构,从而介导核糖体与RNA结合,开启蛋白质翻译过程。与两个基因直接连接形成融合基因相比,两个基因之间插入IRES序列的意义是____ 。
(4)人的AFP基因和IL-2基因能在奶牛膀胱上皮细胞中表达的原因是____ 。
(1)从肝癌HepG2细胞中获取mRNA并逆转录成cDNA作为模板,用含有BglⅡ和EcoRI酶切位点序列的AFP特异性引物进行PCR扩增,得到含有BglⅡ和EcoRI酶切位点的AFP基因片段。
①AFP基因PCR反应体系中需要加入模板、酶、引物和维持pH稳定的
②将限制酶BglⅡ、EcoRI的识别序列接在AFP引物的5'端,原因是
(2)用限制酶BglⅡ、EcoRI分别酶切PIRES2-EGFP质粒得到AFP基因片段,并使用T4DNA连接酶进行连接,得到PIRES2-AFP-EGFP重组载体;从CIK细胞获取cDNA作为模板,用含有BstXI和NotI酶切黏性末端的IL-2特异性引物进行PCR扩增,得到的IL-2基因与酶切后PIRES2-AFP-EGFP重组载体混合,得到PIRES2-AFP-IL-2重组载体。上述表达载体的构建过程中,获取目的基因及切割质粒均使用两种限制酶的目的是
(3)IRES是mRNA5'端具有的一段较短的RNA序列,这类RNA序列能折叠成类似于起始tRNA的结构,从而介导核糖体与RNA结合,开启蛋白质翻译过程。与两个基因直接连接形成融合基因相比,两个基因之间插入IRES序列的意义是
(4)人的AFP基因和IL-2基因能在奶牛膀胱上皮细胞中表达的原因是
更新时间:2023-09-01 21:16:04
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【推荐1】某油料植物细胞中有一种中间代谢产物简称为PEP,其运输到种子后有下图所示的两条转化途径。科研人员根据PEP的转化途径培育出了高油植物(即产油率由原来的35%提高到了58%),请回答下列问题:
(1)基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有______________________ 。
(2)分析上图可知,该油料植物含油量提高的原因是__________ 的形成抑制了酶b合成过程中的_______ 阶段。
(3)该油料植物的花色有黄、白之分(用A、a表示),种子中芥酸含量有高、低之分(用B、b表示)。黄花低芥酸和白花高芥酸植物杂交,F1全部为白花高芥酸,F1自交得到的F2有白花高芥酸和黄花低芥酸两种,比例约为3:1。
①两对性状中显性性状___________________________________ 。
②请在下侧圆圈中画出F1的染色体组成并标出基因的位置。____________
③若要研究控制花色与芥酸含量的基因在遗传时是否遵循基因自由组合定律, 可让F1的白花高芥酸植株与__________ 植株杂交,如果子代_____________________ ,则说明与芥酸含量的基因在遗传时遵循基因自由组合;如果子代____________________ ,则说明与芥酸含量的基因在遗传时不遵循基因自由组合。
(1)基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有
(2)分析上图可知,该油料植物含油量提高的原因是
(3)该油料植物的花色有黄、白之分(用A、a表示),种子中芥酸含量有高、低之分(用B、b表示)。黄花低芥酸和白花高芥酸植物杂交,F1全部为白花高芥酸,F1自交得到的F2有白花高芥酸和黄花低芥酸两种,比例约为3:1。
①两对性状中显性性状
②请在下侧圆圈中画出F1的染色体组成并标出基因的位置。
③若要研究控制花色与芥酸含量的基因在遗传时是否遵循基因自由组合定律, 可让F1的白花高芥酸植株与
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【推荐2】下列是细胞内蛋白质合成的示意图,请回答:
(1)C、D代表由细胞内有关结构合成的物质。其中下列物质中属于D类物质的是( )
A.呼吸酶 B.线粒体膜的组成蛋白
C.胰岛素 D.血红蛋白
(2)在A结构上发生的是______ 过程,其中以mRNA为模板,以_________ 为运输工具,将合成物质C、D的原料运送到结构A上通过_________ (方式)连接起来。
(3)蛋白质在体内不但有生成,还有降解,保持一个平衡的过程,以保证生理活动的顺利进行。2004年的诺贝尔化学奖授予了以色列和美国的三位科学家,以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。泛素是一个含有76个氨基酸的多肽,可以以共价键与蛋白质结合。被泛素标记的蛋白质在体内多种酶的作用下被降解,这一过程依赖ATP。请回答下列问题:
①该物质进行水解时,需__________ 个水分子,控制该多肽合成的基因至少含有_________ 个脱氧核苷酸,泛素遇____________ ,会发生紫色反应。
②人体内不需能量的蛋白质降解过程发生在消化道以及细胞内被称为“消化系统”的_____________ (填一种细胞器)中。
(1)C、D代表由细胞内有关结构合成的物质。其中下列物质中属于D类物质的是
A.呼吸酶 B.线粒体膜的组成蛋白
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(2)在A结构上发生的是
(3)蛋白质在体内不但有生成,还有降解,保持一个平衡的过程,以保证生理活动的顺利进行。2004年的诺贝尔化学奖授予了以色列和美国的三位科学家,以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。泛素是一个含有76个氨基酸的多肽,可以以共价键与蛋白质结合。被泛素标记的蛋白质在体内多种酶的作用下被降解,这一过程依赖ATP。请回答下列问题:
①该物质进行水解时,需
②人体内不需能量的蛋白质降解过程发生在消化道以及细胞内被称为“消化系统”的
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【推荐3】色氨酸是大肠杆菌合成蛋白质所必需的一种氨基酸。研究人员发现,在培养基中无论是否添加色氨酸,都不影响大肠杆菌的生长。
(1)研究发现,大肠杆菌有5个与色氨酸合成有关的基因。在需要合成色氨酸时,这些基因通过______________ (过程)合成相关酶。
(2)进一步发现,在培养基中增加色氨酸后,大肠杆菌相关酶的合成量大大下降。经过测序,研究者发现了大肠杆菌色氨酸(trp)合成相关基因的结构(图1)。
①由图1可知,在培养基中有___________ 的条件下,trpR 指导合成的抑制蛋白能够结合在操纵序列,从而阻止______ 与启动子的结合,从而抑制色氨酸相关酶的合成。
②随着研究的深入,研究者发现,色氨酸合成相关基因转录后形成的mRNA的5’端有一段“无关序列”编码出的多肽不是色氨酸合成酶,但将这段多肽对应基因序列敲除后,发现色氨酸合成酶的合成出现了变化(图2)。由此可知,图1中的抑制蛋白的抑制作用是______ (填 “完全的”或“不完全的”),推测“无关序列”的作用是______________ 。
(3)“无关序列”包含具有一定反向重复特征4个区域,其转录出的mRNA序列,1中富含色氨酸的密码子,2和3可碱基互补配对,3和4也可碱基互补配对形成发卡结构(启动转录终止的信号)。
①当培养基缺乏色氨酸时,携带________ tRNA数量少,进入核糖体时间长,核糖体在mRNA上滑动慢,此时2、3区配对,RNA聚合酶继续转录,最终合成色氨酸。
②依据信息叙述在色氨酸浓度高时,色氨酸基因终止转录的机制:__________________ 。
(4)“无关序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA开关”的功能,其意义是_____________________ 。
(1)研究发现,大肠杆菌有5个与色氨酸合成有关的基因。在需要合成色氨酸时,这些基因通过
(2)进一步发现,在培养基中增加色氨酸后,大肠杆菌相关酶的合成量大大下降。经过测序,研究者发现了大肠杆菌色氨酸(trp)合成相关基因的结构(图1)。
①由图1可知,在培养基中有
②随着研究的深入,研究者发现,色氨酸合成相关基因转录后形成的mRNA的5’端有一段“无关序列”编码出的多肽不是色氨酸合成酶,但将这段多肽对应基因序列敲除后,发现色氨酸合成酶的合成出现了变化(图2)。由此可知,图1中的抑制蛋白的抑制作用是
(3)“无关序列”包含具有一定反向重复特征4个区域,其转录出的mRNA序列,1中富含色氨酸的密码子,2和3可碱基互补配对,3和4也可碱基互补配对形成发卡结构(启动转录终止的信号)。
①当培养基缺乏色氨酸时,携带
②依据信息叙述在色氨酸浓度高时,色氨酸基因终止转录的机制:
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【推荐1】神经系统、内分泌系统和免疫系统之间存在着相互调节,研究表明过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发,也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。
(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌 G 的体液调节方式为____ 。
(2)研究发现,NE主要通过过程②影响 MesC,过程①作用很小。过程①的NE作用很小的原因可能是____ 、____ 、____ 。(答出3种原因即可)
(3)肾上腺分泌的G通过体液运输作用于靶细胞,调控相关基因表达,参与血糖调节,还具有免疫抑制作用。地塞米松(DEX)是糖皮质激素类药物,DEX作为抗炎药用于临床治疗已有多年历史,但长期服用DEX会引发糖尿病,研究人员就此机制进行了研究。
①用DEX和RU486(糖皮质激素受体拮抗剂)处理小鼠,提取肝细胞RNA进行检测,结果发现K蛋白的基因表达情况如下图1所示。该结果表明____ 。
②用DEX处理小鼠和体外培养的小鼠肝细胞,均检测到肝细胞糖异生(非糖物质转化为葡萄糖的过程)关键基因P转录水平提高。为研究K蛋白调控P基因转录的作用位点,获取了P基因-729~+82bp区域的不同片段以及突变片段,将其连接到荧光素酶基因(Luc)上游并转入高表达K基因的细胞系中,检测荧光强度,结果如下图2。由图2结果推测,K蛋白结合在P基因的-174~+82bp区域,依据是____ 。
③分离①中小鼠肝脏细胞核物质,分别加入抗K蛋白抗体(A)和无关抗体(B),用超声波破碎DNA(与抗体蛋白质结合区不易被超声波破碎),进行免疫沉淀实验。以沉淀下来的DNA为模板,根据P基因-729~-174、-174~+82bp区域序列分别设计引物进行PCR,电泳结果支持②的结论。请在下图3中补充PCR扩增后的电泳检测结果:
____ 。
④综合上述研究,推测长期服用DEX引发糖尿病的分子机制____ 。
(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌 G 的体液调节方式为
(2)研究发现,NE主要通过过程②影响 MesC,过程①作用很小。过程①的NE作用很小的原因可能是
(3)肾上腺分泌的G通过体液运输作用于靶细胞,调控相关基因表达,参与血糖调节,还具有免疫抑制作用。地塞米松(DEX)是糖皮质激素类药物,DEX作为抗炎药用于临床治疗已有多年历史,但长期服用DEX会引发糖尿病,研究人员就此机制进行了研究。
①用DEX和RU486(糖皮质激素受体拮抗剂)处理小鼠,提取肝细胞RNA进行检测,结果发现K蛋白的基因表达情况如下图1所示。该结果表明
②用DEX处理小鼠和体外培养的小鼠肝细胞,均检测到肝细胞糖异生(非糖物质转化为葡萄糖的过程)关键基因P转录水平提高。为研究K蛋白调控P基因转录的作用位点,获取了P基因-729~+82bp区域的不同片段以及突变片段,将其连接到荧光素酶基因(Luc)上游并转入高表达K基因的细胞系中,检测荧光强度,结果如下图2。由图2结果推测,K蛋白结合在P基因的-174~+82bp区域,依据是
③分离①中小鼠肝脏细胞核物质,分别加入抗K蛋白抗体(A)和无关抗体(B),用超声波破碎DNA(与抗体蛋白质结合区不易被超声波破碎),进行免疫沉淀实验。以沉淀下来的DNA为模板,根据P基因-729~-174、-174~+82bp区域序列分别设计引物进行PCR,电泳结果支持②的结论。请在下图3中补充PCR扩增后的电泳检测结果:
④综合上述研究,推测长期服用DEX引发糖尿病的分子机制
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【推荐2】T4溶菌酶是一种重要的工业用酶,但是它在温度较高时容易失去活性。为了提高T4溶菌酶的耐热性,对T4溶菌酶基因进行改造,使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸。于是,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,T4溶菌酶的耐热性得到了提高。下图是通过两次PCR操作,运用大引物进行定点突变获取T4溶菌酶改良基因和利用质粒pCLY11构建含T4溶菌酶基因的重组质粒示意图。(注:一次PCR操作可进行多次循环)____________ (答出两点即可)。
(2)已知图中T4溶菌酶基因下链为模板链,异亮氨酸密码子为AUC,半胱氨酸密码子为UGC,则设计突变上游引物时,突变位点的碱基是____________ ,第一次PCR过程中至少需要____________ 次循环才能获得双链等长DNA片段。
(3)第二次PCR操作中使用的引物有____________ ,第二次PCR经过5次循环需要的引物数量为____________ 。
(4)若获得改良基因如图所示,使该基因与质粒pCLY11高效连接,需要使用的限制酶是____________ 。
(1)原核细胞中的限制酶可切割外源DNA,但不破坏自身DNA,其原因可能是
(2)已知图中T4溶菌酶基因下链为模板链,异亮氨酸密码子为AUC,半胱氨酸密码子为UGC,则设计突变上游引物时,突变位点的碱基是
(3)第二次PCR操作中使用的引物有
(4)若获得改良基因如图所示,使该基因与质粒pCLY11高效连接,需要使用的限制酶是
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【推荐3】四膜虫是单细胞真核生物,营养成分不足时,进行接合生殖,过程如图1所示。科研人员用高浓度的DDT处理不耐药的野生型四膜虫,经筛选获得了纯合的耐药四膜虫。为研究四膜虫耐药的机理,进行了相关实验。
(1)高浓度DDT处理四膜虫可获得耐药个体,原因是DDT对四膜虫具有____________ 作用,使耐药的个体被保留。
(2)为研究耐药性的遗传,科研人员将四膜虫分为80组进行实验,每一组两只四膜虫,一只是纯合的耐药四膜虫,另一只是野生型四膜虫。每一组的一对四膜虫接合生殖后得到的四膜虫均耐药。若每一组接合后的四膜虫再次相互接合,在80组实验结果中,出现耐药四膜虫的组数约为____________ 组,则表明耐药性受一对等位基因控制,并且耐药为____________ 性;若80组实验结果中,出现耐药四膜虫的组数约为____________ 组,则表明耐药性受两对等位基因控制,并且这两对基因独立分配。
(3)为研究基因A与四膜虫的耐药性是否有关,科研人员提取耐药个体的DNA,用图2所示的引物组合,分别扩增A基因的A1片段、A3片段。
①据图分析,用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增后,得到的绝大部分DNA片段是下图中的_________ 。
②将大量N基因片段与扩增得到的A1片段、 A3片段置于PCR反应体系中进行扩增,得到的绝大多数扩增产物是____________ 。
③回收的PCR扩增产物通过基因工程方法转入耐药四膜虫细胞中,并用加入____________ 的培养液筛选,获得A基因____________ 的四膜虫,这种四膜虫在高浓度DDT处理下生长速率明显下降,表明A基因是耐药基因。
(4)从进化角度分析,营养成分不足时,四膜虫进行接合生殖的优势是____________ 。
(1)高浓度DDT处理四膜虫可获得耐药个体,原因是DDT对四膜虫具有
(2)为研究耐药性的遗传,科研人员将四膜虫分为80组进行实验,每一组两只四膜虫,一只是纯合的耐药四膜虫,另一只是野生型四膜虫。每一组的一对四膜虫接合生殖后得到的四膜虫均耐药。若每一组接合后的四膜虫再次相互接合,在80组实验结果中,出现耐药四膜虫的组数约为
(3)为研究基因A与四膜虫的耐药性是否有关,科研人员提取耐药个体的DNA,用图2所示的引物组合,分别扩增A基因的A1片段、A3片段。
①据图分析,用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增后,得到的绝大部分DNA片段是下图中的
②将大量N基因片段与扩增得到的A1片段、 A3片段置于PCR反应体系中进行扩增,得到的绝大多数扩增产物是
③回收的PCR扩增产物通过基因工程方法转入耐药四膜虫细胞中,并用加入
(4)从进化角度分析,营养成分不足时,四膜虫进行接合生殖的优势是
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【推荐1】白细胞介素是一类淋巴因子。研究人员将人白细胞介素的基因导入到酵母细胞中,使其分泌出有活性的白细胞介素。
(1)为增加白细胞介素基因的数量,可使用_____________________ 技术,但前提是必须知道基因的已知序列,目的是__________________________________________ 。
(2)在重组载体导入酵母菌细胞之前,需用_____________________ 处理酵母菌,白细胞介素基因进入酵母菌细胞内,并且在其细胞内维持稳定和表达的过程,称为_____________________ 。在表达过程中,启动子需与_____________________ 识别和结合,从而驱动转录过程。
(3)在体液免疫过程中,白细胞介素是由_____________________ 细胞分泌的,为了能成功表达出白细胞介素,不使用细菌,而使用酵母细胞作为受体细胞,可能原因是_____________________ 。
(4)在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点,图示过程获得有效表达的重组载体使用了EcoRl和EcoR52两种限制酶,比使用单一的限制酶,其优点是__________________________________________ 。
(1)为增加白细胞介素基因的数量,可使用
(2)在重组载体导入酵母菌细胞之前,需用
(3)在体液免疫过程中,白细胞介素是由
(4)在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点,图示过程获得有效表达的重组载体使用了EcoRl和EcoR52两种限制酶,比使用单一的限制酶,其优点是
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【推荐2】回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。
如图1所示,质粒pZHZ9上含有X抗生素抗性基因(XR)和Y抗生素抗性基因(YR)。其中XR内部含有限制酶KasI识别序列,YR内部含有限制酶FseI、HpaII、NaeI、NgoMIV识别序列,五种酶的识别序列如图2(▼表示切割位点),且这些识别序列在整个质粒上均仅有一处,目的基因内部不存在这些识别序列。
(1)若要将结构如图3所示的目的基因直接插入到YR内形成重组质粒pZHZ10,则pZHZ9需用限制酶__________ 切开。
(2)将上述切开的质粒溶液与目的基因溶液混合,加入DNA连接酶连接后,进行大肠杆菌受体细胞导入操作。之后,受体细胞的类型(对两种抗生素表现出抗性R或敏感性S)包含__________ 。
A.XR、YR B.XR、YS C.XS、YR D.XS、YS
(3)若用KasⅠ和NaeI联合酶切重组质粒pZHZ10(只含单个目的基因),则最多可能产生__________ 种不同大小的酶切片段。
如图1所示,质粒pZHZ9上含有X抗生素抗性基因(XR)和Y抗生素抗性基因(YR)。其中XR内部含有限制酶KasI识别序列,YR内部含有限制酶FseI、HpaII、NaeI、NgoMIV识别序列,五种酶的识别序列如图2(▼表示切割位点),且这些识别序列在整个质粒上均仅有一处,目的基因内部不存在这些识别序列。
(1)若要将结构如图3所示的目的基因直接插入到YR内形成重组质粒pZHZ10,则pZHZ9需用限制酶
(2)将上述切开的质粒溶液与目的基因溶液混合,加入DNA连接酶连接后,进行大肠杆菌受体细胞导入操作。之后,受体细胞的类型(对两种抗生素表现出抗性R或敏感性S)包含
A.XR、YR B.XR、YS C.XS、YR D.XS、YS
(3)若用KasⅠ和NaeI联合酶切重组质粒pZHZ10(只含单个目的基因),则最多可能产生
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【推荐3】抗除草剂转基因作物的推广可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1为抗除草剂转基因玉米的技术流程。
(1)构建含除草剂抗性基因的表达载体,传统的方法是目的基因通过___________ 酶与载体进行重组。另外,可通过___________ 技术在目的基因两侧添加相应限制酶识别序列,以便构建表达载体。
(2)科研人员研发了新的DNA重组方法--无缝克隆In-Fusion技术,如图2所示。In-Fusion酶能够识别任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子并使其形成黏性末端,据此实现目的基因和载体的连接。和传统方法比,无缝克隆In-Fusion技术的优点是________________ 。
①应用以上方法构建含有A基因和GUS基因的重组DNA分子时,首先获得了图3中的3种DNA分子,然后混合进行In-Fusion反应。
如果引物2上额外添加的片段与GUS基因e片段(图中加粗表示)序列相同,那么引物1和引物4上额外增加的片段分别与载体中的片段(图中加粗表示)_____________ 、_____________ 相同。完成重组反应后,将表达载体导入农杆菌中。
②为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落,可以选取引物__________ 扩增目的基因并电泳检测。
(3)农杆菌转化愈伤组织时,常用含除草剂的选择培养基筛选转化的愈伤组织。由于愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未成功转化的愈伤组织也可能在选择培养基上生长。针对上述现象,可以在选择培养基中同时加入_________ 进行筛选,其中周围的培养基___________ (填“显”或“不显”)蓝色的愈伤组织是转化成功的,原因是___________ 。
(1)构建含除草剂抗性基因的表达载体,传统的方法是目的基因通过
(2)科研人员研发了新的DNA重组方法--无缝克隆In-Fusion技术,如图2所示。In-Fusion酶能够识别任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子并使其形成黏性末端,据此实现目的基因和载体的连接。和传统方法比,无缝克隆In-Fusion技术的优点是
①应用以上方法构建含有A基因和GUS基因的重组DNA分子时,首先获得了图3中的3种DNA分子,然后混合进行In-Fusion反应。
如果引物2上额外添加的片段与GUS基因e片段(图中加粗表示)序列相同,那么引物1和引物4上额外增加的片段分别与载体中的片段(图中加粗表示)
②为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落,可以选取引物
(3)农杆菌转化愈伤组织时,常用含除草剂的选择培养基筛选转化的愈伤组织。由于愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未成功转化的愈伤组织也可能在选择培养基上生长。针对上述现象,可以在选择培养基中同时加入
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