Question

【題目】人胰島素基因中含有內(nèi)含子，而大腸桿菌基因中沒有，而且大腸桿菌沒有人細胞所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制�；卮鹣铝袉栴}：

（1）選用大腸桿菌作為受體細胞是因為其具有___________（答出兩點即可）等優(yōu)點。

（2）某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了胰島素基因，以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到胰島素，其原因是_______，解決該問題的方法是_____。

（3）20世紀90年代末，科學(xué)家們研制出了胰島素類似物，如甘精胰島素將人胰島素A鏈第21位天冬酰胺換成甘氨酸，B鏈的鏈尾加了兩個精氨酸，從而使胰島素具有結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、作用持續(xù)時間長、模擬生理性人胰島素分泌模式等優(yōu)點。

①從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的____________進行改造。

②以人胰島素基因序列為基礎(chǔ)，獲得甘精胰島素基因的途徑有修飾________基因或合成______基因。

③通過這種技術(shù)獲得的甘精胰島素后還需要對其生物____________進行鑒定。

Answer 1

【答案】繁殖快、容易培養(yǎng)、代謝旺盛 胰島素基因有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達出胰島素 從cDNA文庫中獲得了胰島素基因 ①氨基酸序列（或結(jié)構(gòu)） ②人胰島素基因 甘精胰島素基因 ③功能

【解析】

1、基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：

分子水平上的檢測：

①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；

②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；

③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。

個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2、真核生物的基因編碼區(qū)是不連續(xù)的，含有內(nèi)含子和外顯子，內(nèi)含子和外顯子都會轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)的RNA，但內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來的RNA被切除產(chǎn)生的RNA為mRNA，之后翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。原核生物的基因編碼區(qū)是連續(xù)的，不含有內(nèi)含子和外顯子，編碼區(qū)直接轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)的RNA，之后翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

3、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(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。蛋白質(zhì)的步驟是從預(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)的核糖核苷酸序列（RNA）→找到相對應(yīng)的脫氧核糖核苷酸序列（DNA）。

（1）原核生物作為基因工程中的受體細胞的原因是繁殖快、容易培養(yǎng)、代謝旺盛、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少，最常用的原核細胞是大腸桿菌。

（2）真核生物的基因編碼區(qū)是不連續(xù)的，含有內(nèi)含子和外顯子，內(nèi)含子和外顯子都會轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)的RNA，但內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來的R NA被切除產(chǎn)生的RNA為mRNA，之后翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。原核生物的基因編碼區(qū)是連續(xù)的，不含有內(nèi)含子和外顯子，編碼區(qū)直接轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)的RNA，之后翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。因此從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A。解決該問題的方法是從cDNA文庫中獲得了胰島素基因。

（3）蛋白質(zhì)工程是指根據(jù)要改變蛋白質(zhì)的功能，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行改造。以人胰島素基因序列為基礎(chǔ)，獲得甘精胰島素基因可以通過修飾人胰島素基因基因或重新合成甘精胰島素基因。通過這種技術(shù)獲得的甘精胰島素后還需要對其生物功能進行鑒定。