Question

【題目】干擾素是動物或人體細(xì)胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白，幾乎能抵抗所有病毒引起的感染。它是一種抗病毒的特效藥，并對治療某些癌癥也有一定的療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法成本高、產(chǎn)量低，獲得的干擾素在體外不易保存。用生物技術(shù)手段可以解決這些問題。

Ⅰ．利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)干擾素。

（1）從健康人體外周靜脈血分離出能合成干擾素的細(xì)胞，從中提取_________，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲取目的基因。

（2）基因工程技術(shù)的核心步驟是_____，此過程需使用_____酶。

（3）若選擇大腸桿菌作為受體細(xì)胞，常使用__________處理，使其成為_____細(xì)胞，在一定溫度下完成轉(zhuǎn)化。

（4）采用 PCR 技術(shù)可驗證干擾素基因是否已經(jīng)導(dǎo)入受體細(xì)胞。該 PCR 反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)包含：擴增緩沖液（含 Mg2+）、水、4 種脫氧核苷酸、模板 DNA、_____和________。

（5）在培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，經(jīng)進(jìn)一步處理獲得產(chǎn)物，進(jìn)行產(chǎn)物鑒定時可采用___________技術(shù)。

Ⅱ．利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改造干擾素。

為解決干擾素在體外不易保存的問題，科學(xué)家通過分析干擾素中的氨基酸種類，嘗試將其 分子中的個別氨基酸進(jìn)行替換，以延長干擾素在體外的保存期�？梢�，若要改變蛋白質(zhì)的功能，需先設(shè)計預(yù)期___________，再推測氨基酸序列，找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。但改造干擾素最終還需通過改變_________來實現(xiàn)。

Answer 1

【答案】mRNA 構(gòu)建基因表達(dá)載體 限制酶、DNA 連接 Ca2+ 感受態(tài) Taq 酶（熱穩(wěn)定的 DNA 聚合酶） 引物 抗原-抗體雜交 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 基因

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

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)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�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)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、蛋白質(zhì)工程的基本途徑：

（1）根據(jù)中心法則逆推以確定目的基因的堿基序列：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）。

（2）最終還是回到基因工程上來解決蛋白質(zhì)的合成。

Ⅰ（1）逆轉(zhuǎn)錄過程需要從細(xì)胞中提取mRNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成目的基因。

（2）基因工程的核心步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體，需要限制酶和DNA連接酶。

（3）若選擇大腸桿菌作為受體細(xì)胞，常使用Ca2+處理，使細(xì)胞處于一種能夠吸收外界DNA的狀態(tài)，稱為感受態(tài)細(xì)胞。

（4）PCR的組成體系：擴增緩沖液（含 Mg2+）、水、4 種脫氧核苷酸、模板DNA、Taq 酶（熱穩(wěn)定的 DNA 聚合酶）和引物。

（5）產(chǎn)物的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，所以可以利用抗原-抗體雜交技術(shù)。

Ⅱ蛋白質(zhì)工程中如果要改變蛋白質(zhì)的功能需要設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；最終需要改變基因來實現(xiàn)。