Question

【題目】胰島素是人體中唯一能降低血糖的激素，利用基因工程技術可以使人的胰島素基因在酵母菌中進行表達，請回答下列基因工程有關問題：

（1）獲取該目的基因常用的方法有_____________________和_______________。

（2）該技術的核心是胰島素基因表達載體的構建，其目的是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠______________�；�因表達載體包括啟動子、終止子、目的基因、_______________。其中，啟動子是___________識別和結合的位點，可驅(qū)動轉(zhuǎn)錄出mRNA。

（3）該基因工程不選擇大腸桿菌作為受體細胞，而是利用酵母菌的原因是________。

（4）檢測胰島素基因是否表達成功的方法是_________，提取的胰島素應在________（填“高溫”或“低溫”） 條件下保存，原因是_______________。

Answer 1

【答案】從基因文庫中獲取 利用PCR技術擴增 表達和發(fā)揮作用 標記基因 RNA聚合酶 酵母菌是真核生物，具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，能對胰島素進行加工，而大腸桿菌則不能 抗原-抗體雜交（檢測有無胰島素的產(chǎn)生） 低溫 低溫條件下胰島素的空間結構能保持穩(wěn)定，過高的溫度會使胰島素的空間結構遭到破壞，使其變性失活

【解析】

基因工程是狹義的遺傳工程，基因工程的基本原理是讓人們感興趣的基因（即目的基因）在宿主細胞中穩(wěn)定高效地表達。為了實現(xiàn)基因工程的目標，通常要有多種工具酶、目的基因、載體和宿主細胞等基本要素，并按照一定的程序進行操作，它包括目的基因的獲得、重組DNA的形成，重組DNA導入受體細胞（也稱宿主細胞）、篩選含有目的基因的受體細胞和目的基因的表達等幾個方面�；�因表達載體的構建（即目的基因與運載體結合）是實施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其構建目的是使目的基因能在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。受體細胞是指在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導（感染）中接受外源基因的宿主細胞。受體細胞有原核受體細胞(最主要是大腸桿菌)、真核受體細胞(最主要是酵母菌)、動物細胞和昆蟲細胞(其實也是真核受體細胞)。

（1）若目的基因序列未知，可建立基因文庫獲得目的基因，若目的基因序列已知，可用PCR技術擴增或人工合成，故獲取該目的基因常用的方法有從基因文庫中獲取和利用PCR技術擴增。

（2）基因工程的基本原理是讓人們感興趣的基因（即目的基因）在宿主細胞中穩(wěn)定高效地表達。該技術的核心是胰島素基因表達載體的構建，其目的不僅是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，還應使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用�；�因表達載體包括啟動子、終止子、目的基因、標記基因。其中，啟動子是RNA聚合酶識別和結合的位點，可驅(qū)動轉(zhuǎn)錄出mRNA。

（3）胰島素是真核生物細胞分泌的激素，需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體對其進一步加工，宿主細胞選用真核生物（酵母菌）比原核生物（大腸桿菌）更適宜胰島素基因的表達，因此該基因工程不選擇大腸桿菌作為受體細胞，而是利用酵母菌。

（4）抗原-抗體雜交是把胰島素當作抗原，制備與胰島素特異性結合的抗體，檢測胰島素基因是否表達成功。胰島素是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的空間結構容易被高溫破壞，從而使其變性失活，因此提取的胰島素應在低溫條件下保存，可以使胰島素的空間結構能保持穩(wěn)定。