《基因工程》专题中学生常问的十个“为什么”人教版新课标教材选修 3《基因工程》专题对基因工程进行了生动地介绍,让学生对一项生物技术有了一定的了解,在教学中我发现学生们对此内容很感兴趣,在和他们的交流过程中,他们经常会给我提出这样﹑那样的一些问题,我把它们总结成了十个“为什么”
一.为什么原核生物的限制酶不切割自己的 DNA
原核生物容易受到自然界外源 DNA 的入侵如噬菌体,在长期的进化过程中原核生物形成了一套完善的防御机制,以保持自身遗传的相对稳定性
当外源 DNA 侵入后,限制酶就将其切割掉,使外源 DNA 不能发挥遗传效应,而且限制酶往往与一种甲基化酶同时成对存在,它们具有相同的底物专一性,具有识别相同碱基序列能力
甲基化酶的甲基供体为 S-腺苷甲硫氨酸,甲基受体为 DNA 上的腺嘌呤与胞嘧啶
当限制酶作用位点上的某一些碱基被甲基化修饰后,限制酶就不能再降解这种 DNA 了
这样在含有某种限制酶的原核生物的细胞中,其 DNA 分子中不具备这种限制酶的识别切割序列,或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上,使限制酶不能将其切开
所以限制酶只降解外源入侵的异种 DNA,而不分解自身 DNA,在解除外源 DNA 遗传干扰的同时又保护了自身遗传特性的稳定
二.为什么 CDNA 文库只有该物种部分基因
因为 CDNA 是以 mRNA 为模板,经逆转录酶催化,在体外逆转录合成,如果与适当的载体如噬菌体或质粒连接后导入受体菌,则每个细菌含有一段 CDNA,并能繁殖扩增,这样包含着细胞全部 mRNA 信息的 CDNA 集合称为该组织细胞的 CDNA 文库
基因组含有的基因在特定的组织细胞中只有一部分表达,而且处在不同环境条件、不同分化时期的细胞其基因表达的种类和强度也不尽相同,所以 CDNA 文库具有组织细胞特异性,当然 CDNA 文库也就比基因组 DNA 文库小得多