Question

【題目】CIP2A基因在肝細(xì)胞癌組織中高表達(dá)，科研人員為研究CIP2A基因表達(dá)對(duì)細(xì)胞周期、細(xì)胞衰老的影響，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答問(wèn)題：

(1)利用病毒作為______，針對(duì)CIP2A基因的特定序列設(shè)計(jì)合成干擾DNA，將二者構(gòu)建為重組病毒，導(dǎo)入人肝癌細(xì)胞系HepG2中，檢測(cè)其對(duì)CIP2A基因表達(dá)的影響，電泳結(jié)果如圖1所示。

圖1

由于細(xì)胞中β-actin蛋白的表達(dá)量______，在實(shí)驗(yàn)中可作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，以排除細(xì)胞取樣量、檢測(cè)方法等無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明______。

(2)為研究CIP2A基因表達(dá)對(duì)細(xì)胞周期的影響，進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖。

圖2 圖3

①由圖2可推測(cè)，實(shí)驗(yàn)干擾組的細(xì)胞周期被阻斷在______期，影響了______（DNA復(fù)制/有關(guān)蛋白質(zhì)的合成）。

②檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)相關(guān)周期蛋白的表達(dá)情況（圖3），結(jié)果顯示，抑制CIP2A基因表達(dá)使得細(xì)胞周期相關(guān)蛋白______表達(dá)量增加，推測(cè)該蛋白對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控作用是______。

(3)衰老細(xì)胞通常細(xì)胞核______，細(xì)胞內(nèi)β-半乳糖苷酶活性變高，能催化底物X-Gal生成深藍(lán)色產(chǎn)物，使顏色更深。研究發(fā)現(xiàn)，與空載病毒組相比，實(shí)驗(yàn)干擾組HepG2細(xì)胞藍(lán)色變深，說(shuō)明______。

Answer 1

【答案】載體 穩(wěn)定 干擾DNA可抑制CIP2A基因的表達(dá) ①G1 有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 ②p21 使細(xì)胞周期延長(zhǎng) 變大 抑制CIP2A基因表達(dá)促進(jìn)了細(xì)胞衰老

【解析】

1、細(xì)胞周期：

(1)概念：連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次分裂完成時(shí)為止，為一個(gè)細(xì)胞周期。

(2)適用范圍：①進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期；②連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期。

(3)特點(diǎn)：不同類的細(xì)胞，其細(xì)胞周期不一定不同，分裂間期與分裂期所占比例也不一定相同； 細(xì)胞周期的大部分時(shí)間處于分裂間期，其為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備，完成 DNA 分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，同時(shí)細(xì)胞有適度的生長(zhǎng)。

(4) 間期又分為G1期、S期、G2期。

G1期：又稱DNA合成前期，主要進(jìn)行RNA和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為S期DNA的復(fù)制做準(zhǔn)備。

S期：又稱DNA合成期，主要進(jìn)行DNA的復(fù)制。

G2期：又稱DNA合成后期，主要進(jìn)行RNA和蛋白質(zhì)的合成，特別是微管蛋白的合成，為分裂期作準(zhǔn)備。

2、細(xì)胞衰老特征：細(xì)胞膜通透性改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能降低，細(xì)胞質(zhì)水分減少，細(xì)胞體積減小，酶活性降低，色素積累，線粒體數(shù)量減少，呼吸減慢，細(xì)胞核體積增大，核膜內(nèi)折。

3、分析圖1可知，細(xì)胞中β-actin蛋白的表達(dá)量穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)中可作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，以排除細(xì)胞取樣量、檢測(cè)方法等無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。CIP2A基因表達(dá)量降低，表明干擾DNA可抑制CIP2A基因的表達(dá)。

4、分析圖2，實(shí)驗(yàn)干擾組的G1的細(xì)胞數(shù)量多，說(shuō)明其細(xì)胞周期被阻斷在G1期，主要進(jìn)行RNA和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為S期DNA的復(fù)制做準(zhǔn)備，因此干擾DNA是影響了有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。

5、分析圖3，檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)相關(guān)周期蛋白的表達(dá)情況，結(jié)果顯示，抑制CIP2A基因表達(dá)使得細(xì)胞周期相關(guān)蛋白片p21表達(dá)量增加，推測(cè)該蛋白對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控作用是使細(xì)胞周期延長(zhǎng)。

（1）根據(jù)病毒的侵染特性，將病毒作為載體，針對(duì)CIP2A基因的特定序列設(shè)計(jì)合成干擾DNA，將二者構(gòu)建為重組病毒，導(dǎo)入人肝癌細(xì)胞系HepG2中，檢測(cè)其對(duì)CIP2A基因表達(dá)的影響，電泳結(jié)果顯示，由于細(xì)胞中β-actin蛋白的表達(dá)量穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)中可作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，以排除細(xì)胞取樣量、檢測(cè)方法等無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明干擾DNA可抑制CIP2A基因的表達(dá)。

（2）①實(shí)驗(yàn)干擾組的G1的細(xì)胞數(shù)量多，說(shuō)明其細(xì)胞周期被阻斷在G1期，主要進(jìn)行RNA和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，，由此推測(cè)干擾DNA影響了有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。

②檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)相關(guān)周期蛋白的表達(dá)情況可知抑制CIP2A基因表達(dá)使得細(xì)胞周期相關(guān)蛋白p21表達(dá)量增加，推測(cè)該蛋白對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控作用是使細(xì)胞周期延長(zhǎng)。

（3）衰老細(xì)胞通常細(xì)胞核變大，細(xì)胞內(nèi)β-半乳糖苷酶活性變高，能催化底物X-Gal生成深藍(lán)色產(chǎn)物，使顏色更深。研究發(fā)現(xiàn)，與空載病毒組相比，實(shí)驗(yàn)干擾組HepG2細(xì)胞藍(lán)色變深，說(shuō)明抑制CIP2A基因表達(dá)促進(jìn)了細(xì)胞衰老。