(9分)修复DNA双断裂的细胞通路在细胞生长、发育和癌变中具有关键作用,近年科学家在哺乳动物真核细胞内发现参与此通路的一种独特的 DNA聚合酶(Polθ)。当DNA双链发生断裂时、某些酶会在断裂处将5'端链切割(原双链DNA两端的5'端因连有特殊物质“●”,而避免被切割),形成局部单链DNA(ssDNA悬臂)。其上某些区域的碱基可互补配对,称为微同源区。DNA发生双链断裂后,Polθ主要承担检测和修复DNA双链断裂的工作、下图表示绿色荧光蛋白基因(GFP)在受体细胞中断裂后的修复过程。GFP含有6个碱基对的微同源区段。
(1)DNA双链因_____键断裂而断开、两ssDNA悬臂微同源区结合依赖_______。
(2)在GFP的修复过程中、Polθ的作用具体体现在________,此时微同源区的单链片段相当于该过程中的________,科研人员发现Polθ基因在肿瘤细胞中高表达主要用于发挥此项作用。
(3)核糖核苷酸替换是基因组中最常见的DNA核苷酸损伤、即DNA某条链的部分脱氧核苷酸被核糖核苷酸取代。科学家将10个核糖核苷酸序列替换到原GFP基因上游的非模板链,模板链进行两个碱基替换,如下图所示,将其导人受体细胞设法使其重复上述实验过程,结果仍出现了绿色荧光。
请阐述上述过程受体细胞中仍出现绿色荧光的机制:________。
受上述过程说明 Polθ 还具有类似于______酶的作用,科研人员发现Polθ基因在正常细胞中表达,主要用于发挥此作用。
(4)结合上述信息,请利用 Polθ 抑制剂和单克隆抗体为研发癌症的靶点治疗提供新思路。
【答案】
(1)磷酸二酯(1分) 碱基互补配对原则(1分)
(2)催化合成DNA子链(1分) 引物(1分)
(3)GFP基因断裂后,模板链的碱基替换部位被切除,Polθ以含核糖核苷酸的片段为模板合成出正确的模板链,进而表达出绿色荧光蛋白GFP(2分) 逆转录(1分)
(4)将能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体与Polθ 抑制剂结合,抗体与肿瘤细胞特异性结合后释放 Polθ 抑制剂,特异性抑制肿瘤细胞DNA断裂后的修复(2分)