Question

【題目】DNA甲基化是表觀遺傳中最常見的現(xiàn)象之一。某些基因的胞嘧啶在發(fā)生甲基化后轉(zhuǎn)變成5-甲基胞嘧啶，但仍能與鳥嘌呤互補(bǔ)配對(duì)。細(xì)胞中存在兩種DNA甲基化酶（如圖1所示）。

（1）DNA甲基化__________（填“會(huì)”或“不會(huì)”）改變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的堿基序列。

（2）為測定某生物體中特定基因是否發(fā)生了如圖1所示的甲基化，進(jìn)行甲基化特異性的PCR實(shí)驗(yàn)（MSP）如圖2過程。原理：用亞硫酸鹽處理DNA后，基因組DNA發(fā)生的由甲基化狀態(tài)決定的序列改變（未甲基化的胞嘧啶變成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶不變）。隨后進(jìn)行引物特異性的PCR。該方法引物設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。MSP中設(shè)計(jì)兩對(duì)引物，即一對(duì)結(jié)合處理后的甲基化DNA鏈（引物對(duì)M），另一對(duì)結(jié)合處理后的非甲基化DNA鏈（引物對(duì)U）。

①請(qǐng)根據(jù)圖1中a鏈序列設(shè)計(jì)與其互補(bǔ)的引物M的堿基序列__________，引物U的堿基序列__________。（只寫出a鏈左側(cè)前三個(gè)堿基對(duì)應(yīng)序列即可）

②若用DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測MSP擴(kuò)增產(chǎn)物，如圖3所示，說明：____________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，這種甲基化會(huì)抑制基因的轉(zhuǎn)錄。下列與之相關(guān)的敘述中，正確的是__________

A．在一條單鏈上相鄰的C和G之間通過氫鍵連接

B．胞嘧啶甲基化會(huì)阻礙RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合

C．胞嘧啶甲基化導(dǎo)致表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變

D．基因的表達(dá)水平與基因的甲基化程度無關(guān)

Answer 1

【答案】不會(huì) TGC TAC 樣本1部分甲基化，樣本2全部甲基化 B

【解析】

PCR技術(shù)利用DNA在體外攝氏95°高溫時(shí)變性會(huì)變成單鏈，低溫（60℃左右）時(shí)引物與單鏈按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則結(jié)合，再調(diào)溫度至DNA聚合酶最適反應(yīng)溫度（72℃左右），DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互補(bǔ)鏈，是一種用于放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)。

（1）根據(jù)題圖1中信息可知，DNA甲基化沒有改變DNA的堿基序列；

（2）①分析題意可知，經(jīng)亞硫酸鹽處理后，甲基化的胞嘧啶不變，則維持原先的ACG序列，故引物M設(shè)計(jì)為TGC；未甲基化的胞嘧啶變成尿嘧啶，則序列變?yōu)?/span>AUG，故引物U設(shè)計(jì)為TAC；

②據(jù)圖3可知，樣本1中引物U能進(jìn)行擴(kuò)增，故樣本1僅部分發(fā)生甲基化，樣本2中無樣本U擴(kuò)增產(chǎn)物，說明樣本2全部發(fā)生甲基化；

（3）A、在單鏈上相鄰的C和G之間通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖連接，A錯(cuò)誤；

B、甲基化會(huì)抑制基因的轉(zhuǎn)錄說明甲基化會(huì)阻礙RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合，B正確；

C、胞嘧啶甲基化不會(huì)改變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的堿基序列，故也不會(huì)使表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，C錯(cuò)誤；

D、甲基化會(huì)抑制基因轉(zhuǎn)錄，甲基化程度越高，基因的表達(dá)水平越低，D錯(cuò)誤；

故選B。