Question

【題目】干擾素是動(dòng)物或人體細(xì)胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白，可以用于病毒的感染和癌癥，但在體外保存相當(dāng)困難。如果將干擾素分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，那么在-70℃的條件下，可以保存半年。有人設(shè)想利用奶牛乳腺生物反應(yīng)器來(lái)生產(chǎn)出這種耐保存的干擾素。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

（1）耐保存干擾素的生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)質(zhì)是對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造的過(guò)程，它必須通過(guò)___________來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）從人類cDNA文庫(kù)中分離獲取干擾素基因，經(jīng)定點(diǎn)突變后即可作為目的基因。cDNA文庫(kù)中的基因在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是______________________。

（3）構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需將目的基因與奶牛___________基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，然后通___________等方法，導(dǎo)入奶牛的___________中，再將其送入生理狀況適宜的母牛子宮內(nèi)，使其生長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因奶牛。通過(guò)對(duì)成熟奶牛分泌的乳汁進(jìn)行___________（填方法名稱），可以確定目的基因是否成功表達(dá)。

（4）有人得到如圖所示的含有目的基因的表達(dá)載體，但其不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因的產(chǎn)物，分析目的基因不能表達(dá)的原因是______________________。

Answer 1

【答案】基因修飾或基因合成無(wú)啟動(dòng)子和內(nèi)含子乳腺蛋白顯微注射受精卵抗原—抗體雜交目的基因插入在終止子的下游，目的基因不能被轉(zhuǎn)錄

【解析】

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。

cDNA文庫(kù)是以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下形成的互補(bǔ)DNA，簡(jiǎn)稱cDNA；真核生物的基因組編碼區(qū)包括內(nèi)含子和外顯子，而在轉(zhuǎn)錄為RNA的時(shí)候，內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄的RNA部分會(huì)被加工處理掉，剩下外顯子轉(zhuǎn)錄來(lái)的RNA，因此cDNA是由RNA逆轉(zhuǎn)錄來(lái)的，沒(méi)有內(nèi)含子序列和基因編碼區(qū)外大量調(diào)控序列。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖抢�用奶牛乳腺生物反�?yīng)器來(lái)生產(chǎn)耐保存的干擾素，因此可將目的基因和奶牛乳腺蛋白基因等重組在一起，形成重組質(zhì)粒，基因表達(dá)載體由啟動(dòng)子、標(biāo)記基因、目的基因和終止子組成，其中啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別與結(jié)合的部位；將基因表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞體內(nèi)，采用的方法是顯微注射法，受體細(xì)胞是動(dòng)物的受精卵。若要檢測(cè)牛奶中是否含有干擾素，這屬于翻譯水平的檢測(cè)，可采用抗原-抗體雜交技術(shù)。

（1）對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造的過(guò)程必須通過(guò)基因修飾或基因合成來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）cDNA文庫(kù)中的基因在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是無(wú)啟動(dòng)子和內(nèi)含子。

（3）構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需將目的基因與奶牛乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，然后通顯微注射的方法導(dǎo)入奶牛的受精卵中，再將其送入生理狀況適宜的母牛子宮內(nèi)，使其生長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因奶牛。若要確定目的基因是否成功表達(dá)，可對(duì)成熟奶牛分泌的乳汁進(jìn)行抗原-抗體雜交實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。

（4）圖示含有目的基因的表達(dá)載體中，目的基因不在啟動(dòng)子和終止子之間，因此其不能在宿主細(xì)胞中正常表達(dá)。