Question

【題目】干擾素是動物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，可用于治療病毒的感染和癌癥，但在體外保存相當(dāng)困難，若使其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，則在-70 ℃的條件下可以保存半年。某科研小組欲用大腸桿菌生產(chǎn)干擾素，回答下列相關(guān)問題：

（1）從上述資料可知，要使干擾素在體外保存時間延長，需要對蛋白質(zhì)的______________進(jìn)行改造，然后據(jù)其序列推測出相應(yīng)基因的脫氧核苷酸序列，但是可能會設(shè)計出多種脫氧核苷酸序列，這是因為______________________________________。

（2）對人工合成改造后的干擾素基因可以采用_____________技術(shù)進(jìn)行擴增，操作過程中將模板DNA加熱至90~95 ℃的目的是______________________________。

（3）將改造好的干擾素基因?qū)�入到大腸桿菌還需要載體，載體必須具備_______________________（至少答出兩點）等特點，導(dǎo)入前需用Ca2+處理大腸桿菌，目的是________________________。

（4）在生產(chǎn)蛋白質(zhì)方面，與基因工程相比，蛋白質(zhì)工程的優(yōu)點是___________________。

Answer 1

【答案】氨基酸 密碼子具有簡并性（存在多種密碼子決定同一種氨基酸的現(xiàn)象） PCR 將雙鏈DNA解旋為單鏈 能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定存在、具有多個限制酶切割位點、具有標(biāo)記基因 使大腸桿菌細(xì)胞成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞 可生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)

【解析】

1、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)，通過基因修飾或基因合成，對現(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。（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）

2、基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白質(zhì)工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進(jìn)行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）

（1）根據(jù)題干信息，改造后的干擾素與原來相比，分子上的一個半胱氨酸變成了絲氨酸，因此是對蛋白質(zhì)的氨基酸進(jìn)行改造，然后根據(jù)氨基酸序列推測出相應(yīng)的mRNA序列，進(jìn)而推測出基因的脫氧核苷酸序列。由于密碼子具有簡并性，因此推測出的脫氧核苷酸序列可能不止一種。

（2）對基因進(jìn)行體外擴增可以采用PCR技術(shù)，該技術(shù)中將模板DNA加熱至90～95 ℃的目的是使雙鏈DNA解旋為單鏈。

（3）載體應(yīng)該具備能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定存在、具有多個限制酶切割位點、具有標(biāo)記基因等特點；導(dǎo)入目的基因前用Ca2+處理大腸桿菌，是為了使大腸桿菌成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞。

（4）基因工程在原則上只能生產(chǎn)出自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)。