Question

【題目】DNA測序是生命科學常規技術，可用于人類基因組和其他許多動物、植物和微生物物種的完整DNA序列的測定。鏈終止DNA測序法主要步驟是：先向DNA復制體系中加入能夠終止新鏈延伸的某種脫氧核苷酸類似物，以得到各種不同長度的脫氧核苷酸鏈；再通過電泳呈帶（按分子量大小排列），從而讀出對應堿基的位置（如下圖）。請分析回答：

（1）圖中“加熱變性”的過程實質是使_________斷裂，人體細胞中完成該過程必需有____________的催化。

（2）生物體內DNA復制的特點_______________________________________________

（3）若用上述測序方法讀出新鏈中堿基T的位置，則必須加入帶標記的______________類似物。

（4）采用上述鏈終止法測定人類基因組DNA中的全部堿基排序，你認為至少要按圖中所示模式操作________________次。

Answer 1

【答案】氫鍵 解旋酶 半保留復制，邊解旋邊復制 胸腺嘧啶脫氧核苷酸 72

【解析】

鏈終止DNA測序法的主要內容步驟是：先向DNA復制體系中加入能夠終止新鏈延伸的某種脫氧核苷酸類似物（如圖中的ddAMP），以得到各種不同長度的脫氧核苷酸鏈；再通過電泳呈帶（按分子量大小排列），從而讀出對應堿基的位置。電泳主要是依據不同物質的分子量不同而將彼此分離。

（1）讓DNA分子的兩條鏈分開，在體外是采用加熱變性的方法，在活細胞內依靠DNA解旋酶，它們的實質都是使氫鍵斷裂。

（2）體內DNA復制具有半保留復制，邊解旋邊復制的特點。

（3）堿基T所在的核苷酸為胸腺嘧啶脫氧核苷酸，若用上述測序方法讀出新鏈中堿基T的位置，則必須加入帶標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸類似物。

（4）按上圖模式每操作1次，能夠測出一條鏈中1種堿基的位置，DNA分子中有4種堿基，操作3次就能測出DNA一條鏈上3種堿基的位置，空位自然是第4種堿基。再根據堿基互補配對原則，可推知DNA片段上另一條鏈的堿基順序。所以從理論上講，只要按上圖模式操作3次，就能測定一段雙鏈DNA中的全部堿基順序，故測定人類基因組DNA中的全部堿基排序需要操作24×3=72次。