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，可以用于病毒的感染和癌癥，但在體外保存相當困難。如果將干擾素分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，那么在-70℃的條件下，可以保存半年。有人設想利用奶牛乳腺生物反應器來生產(chǎn)出這種耐保存的干擾素。請回答有關問題：

（1）耐保存干擾素的生產(chǎn)過程，實質(zhì)是對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造的過程，它必須通過___________來實現(xiàn)。

（2）從人類cDNA文庫中分離獲取干擾素基因，經(jīng)定點突變后即可作為目的基因。cDNA文庫中的基因在結構上的特點是______________________。

（3）構建基因表達載體時，需將目的基因與奶牛___________基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，然后通___________等方法，導入奶牛的___________中，再將其送入生理狀況適宜的母牛子宮內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉基因奶牛。通過對成熟奶牛分泌的乳汁進行___________（填方法名稱），可以確定目的基因是否成功表達。

（4）有人得到如圖所示的含有目的基因的表達載體，但其不能在宿主細胞中表達目的基因的產(chǎn)物，分析目的基因不能表達的原因是______________________。

Answer 1

【答案】基因修飾或基因合成無啟動子和內(nèi)含子乳腺蛋白顯微注射受精卵抗原—抗體雜交目的基因插入在終止子的下游，目的基因不能被轉錄

【解析】

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系作為基礎，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。

cDNA文庫是以mRNA為模板，在逆轉錄酶作用下形成的互補DNA，簡稱cDNA；真核生物的基因組編碼區(qū)包括內(nèi)含子和外顯子，而在轉錄為RNA的時候，內(nèi)含子轉錄的RNA部分會被加工處理掉，剩下外顯子轉錄來的RNA，因此cDNA是由RNA逆轉錄來的，沒有內(nèi)含子序列和基因編碼區(qū)外大量調(diào)控序列。本實驗目的是利用奶牛乳腺生物反應器來生產(chǎn)耐保存的干擾素，因此可將目的基因和奶牛乳腺蛋白基因等重組在一起，形成重組質(zhì)粒，基因表達載體由啟動子、標記基因、目的基因和終止子組成，其中啟動子是RNA聚合酶識別與結合的部位；將基因表達載體導入動物細胞體內(nèi)，采用的方法是顯微注射法，受體細胞是動物的受精卵。若要檢測牛奶中是否含有干擾素，這屬于翻譯水平的檢測，可采用抗原-抗體雜交技術。

（1）對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造的過程必須通過基因修飾或基因合成來實現(xiàn)。

（2）cDNA文庫中的基因在結構上的特點是無啟動子和內(nèi)含子。

（3）構建基因表達載體時，需將目的基因與奶牛乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，然后通顯微注射的方法導入奶牛的受精卵中，再將其送入生理狀況適宜的母牛子宮內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉基因奶牛。若要確定目的基因是否成功表達，可對成熟奶牛分泌的乳汁進行抗原-抗體雜交實驗檢測。

（4）圖示含有目的基因的表達載體中，目的基因不在啟動子和終止子之間，因此其不能在宿主細胞中正常表達。