Question

【題目】干擾素是動物或人體細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。為使干擾素基因在受體細胞中能夠表達和發(fā)揮作用，需要把目的基因插入表達載體的__________和__________之間。

（3）若選擇大腸桿菌作為受體細胞，常使用______處理，使其成為__________細胞，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)進一步處理獲得產(chǎn)物，進行產(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行替換，以延長干擾素在體外的保存期。可見，若要改變蛋白質(zhì)的功能，需先設(shè)計預(yù)期______________ ，再推測_____________，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)建基因表達載體 限制酶、DNA連接 啟動子 終止子 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) 氨基酸序列 基因

【解析】試題分析：本題考查基因工程和蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識，通過分析基因工程的原理、工具及操作步驟，蛋白質(zhì)工程的基本途徑，再結(jié)合題中問題進行解答。

Ⅰ、（1）逆轉(zhuǎn)錄是指以mRNA為模板合成DNA，因此從健康人體的外周靜脈血分離能合成干擾素的免疫細胞，從中提取mRNA。

（2）該載體為質(zhì)粒，其化學(xué)本質(zhì)是環(huán)狀DNA，利用DNA連接酶和限制酶將目的基因插入載體的啟動子與終止子之間，與載體結(jié)合后構(gòu)成重組質(zhì)粒，即基因表達載體；基因工程的核心步驟是構(gòu)建基因表達載體。

（3）將目的基因?qū)�入微生物細胞常用感受態(tài)轉(zhuǎn)化法，即常用Ca2+處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細胞，在一定溫度條件下完成轉(zhuǎn)化。

（4）PCR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)包含：擴增緩沖液（含Mg2+）、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、干擾素基因特異的DNA引物對和熱穩(wěn)定DNA聚合酶。

（5）檢測目的基因是否表達產(chǎn)生產(chǎn)物可采用抗原抗體雜交技術(shù)。

Ⅱ、利用蛋白質(zhì)工程對干擾素進行改造，基本途徑是：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列；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，所以改造干擾素最終還需通過改變基因來實現(xiàn)。