Question

【題目】基因打靶技術(shù)是指利用外源性DNA與細(xì)胞DNA的相同或相似序列，在特定位點(diǎn)上進(jìn)行替換，從而改變細(xì)胞遺傳特性的方法。該技術(shù)可應(yīng)用于解決人體對(duì)移植的豬器官產(chǎn)生的免疫排斥反應(yīng)，即利用基因打靶技術(shù)對(duì)豬細(xì)胞ɑ—1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進(jìn)行改造，以消除ɑ—1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶引起的免疫排斥。其主要過(guò)程如下：

第二、三步示意圖（6—10表示不同的基因片段）

第一步：從豬囊胚中分離出胚胎干細(xì)胞。

第二步：在與靶基因（需要改造的基因）相同的外源性DNA上，插入新霉素抗性基因，構(gòu)建打靶載體。

第三步：打耙載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞，與細(xì)胞DNA中的靶基因進(jìn)行替換。

第四步：改造后的胚胎干細(xì)胞篩選、增殖等。

回答下列問(wèn)題：

（1）上述改造過(guò)程中的靶基因是_______________，插入新霉素抗性基因的過(guò)程中需要用到的酶有___________，插入新霉素抗性基因的目的是____（答出2兩點(diǎn)）。

（2）基因打靶技術(shù)依據(jù)的遺傳學(xué)原理是_____________。

（3）除囊胚外，胚胎干細(xì)胞還可以來(lái)自于______階段的胚胎和________。胚胎干細(xì)胞具有的顯著特點(diǎn)是___________________。

Answer 1

【答案】（豬細(xì)胞的）ɑ—1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因 限制酶和DNA連接酶 破壞靶基因，使靶基因不能表達(dá)；起篩選作用 基因重組 桑葚胚 原始性腺 體積大，細(xì)胞核大，核仁明顯，具有發(fā)育的全能性

【解析】

1、胚胎干細(xì)胞是早期胚胎（原腸胚期之前）或原始性腺中分離出來(lái)的一類(lèi)細(xì)胞，它具有體外培養(yǎng)無(wú)限增殖、自我更新和多向分化的特性。無(wú)論在體外還是體內(nèi)環(huán)境，ES細(xì)胞都能被誘導(dǎo)分化為機(jī)體幾乎所有的細(xì)胞類(lèi)型，即具有全能性。

2、打靶的目的是對(duì)豬細(xì)胞α-1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進(jìn)行改造，以消除α-1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶引起的免疫排斥。

3、基因打靶技術(shù)的原理是基因重組，屬于DNA重組技術(shù)。

（1）分析題干和題圖可知，靶基因具體是指能引起人體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的豬細(xì)胞的α-1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因。插入新霉素抗性基因構(gòu)建打靶載體過(guò)程中需要限制酶和DNA連接酶；從新霉素抗性基因插入位點(diǎn)可知，該抗性基因的作用是破壞靶基因，使靶基因不能表達(dá)；新霉素抗性基因作為標(biāo)記基因也可用于篩選。

（2）基因打靶技術(shù)是指利用外源性DNA與細(xì)胞DNA的相同或相似序列，在特定位點(diǎn)上進(jìn)行替換，從而改變細(xì)胞遺傳特性的方法。屬于DNA重組技術(shù)，遵循的原理是基因重組。

（3）從哺乳動(dòng)物的早期胚胎的桑葚期和原始性腺分離出來(lái)的胚胎干細(xì)胞，其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是體積大，細(xì)胞核大，核仁明顯，功能上具有發(fā)育的全能性。由于具有發(fā)育上的全能性，通過(guò)體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，用來(lái)解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后的免疫排斥問(wèn)題。