Question

【題目】真核生物基因結構與原核生物基因結構不同，真核生物基因的編碼區(qū)是不連續(xù)的，有外顯子和內(nèi)含子之分，轉錄時內(nèi)含子對應的RNA序列能通過相應機制切除，而原核生物編碼區(qū)是連續(xù)的，沒有這一機制。人體中基因M能表達出M蛋白。請回答下列問題：

(1)若想運用基因工程，利用大腸桿菌合成M蛋白，應當從______________________(填“人的基因組文庫”或“cDNA文庫”)中獲得基因M，理由是_________________________。

(2)用大腸桿菌做受體菌，可高效獲得蛋白M，因為大腸桿菌具有___________(答出兩點即可)等特點。

(3)欲將構建出的基因表達載體導入到大腸桿菌細胞中，可用___________________處理。

(4)要檢測目的基因M在大腸桿菌細胞是否轉錄出mRNA，可用的檢測物質是____________________(填“蛋白M的基因”或“蛋白M的抗體”)。

(5)大腸桿菌合成的蛋白M還不具有生物活性，還需要后期加工處理，這是因為________。

Answer 1

【答案】cDNA文庫 cDNA 文庫中獲得的基因M沒有內(nèi)含子，可在大腸桿菌細胞中表達 結構簡單，繁殖快，容易培養(yǎng) 鈣離子(或CaCl2) 蛋白M的基因 大腸桿菌是原核生物，沒有內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體，不能對蛋白質M進行加工

【解析】

基因工程的操作步驟：

1、提取目的基因：獲取目的基因是實施基因工程的第一步。如植物的抗�。�抗病毒、抗細菌）基因，種子的貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因干擾素基因等，都是目的基因。用鳥槍法獲得目的基因的優(yōu)點是操作簡便，缺點是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核細胞的基因含有不表達的DNA片段，一般使用人工合成的方法。

2、目的基因與運載體結合：將目的基因與運載體結合的過程，實際上是不同來源的DNA重新組合的過程。如果以質粒作為運載體，首先要用一定的限制酶切割質粒，使質粒出現(xiàn)一個缺口，露出黏性末端。然后用同一種限制酶切斷目的基因，使其產(chǎn)生相同的黏性末端（部分限制性內(nèi)切酶可切割出平末端，擁有相同效果）。

3、將目的基因導入受體細胞：將目的基因導入受體細胞是實施基因工程的第三步。目的基因的片段與運載體在生物體外連接形成重組DNA分子后，下一步是將重組DNA分子引入受體細胞中進行擴增。

4、目的基因的檢測和表達：目的基因導入受體細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作。質粒與外源DNA組合在一起形成重組質粒，并被轉入受體細胞后，就可以根據(jù)受體細胞是否具有青霉素抗性來判斷受體細胞是否獲得了目的基因。重組DNA分子進入受體細胞后，受體細胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達過程。

（1）cDNA中無內(nèi)含子，可在原核細胞中正常表達，故應當從cDNA文庫中獲取目的基因。

（2）因大腸桿菌具有以下特征：遺傳背景清楚；目標基因表達水平高;表達系統(tǒng)成熟完善；易于培養(yǎng)（培養(yǎng)方法簡單、生長快、培養(yǎng)周期短、抗污染能力強）、成本低等。

（3）用低滲CaCl2溶液在低溫（0℃）時處理快速生長的大腸桿菌，增加大腸桿菌細胞壁的通透性，有利于外源DNA的導入。

（4）檢測目的基因是否轉錄出mRNA，需要用目的基因制作基因探針，只有目的基因轉錄出的mRNA才能和基因探針發(fā)生堿基互補配對產(chǎn)生雜交帶。

（5）核糖體合成的是多肽鏈，大腸桿菌無內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體，無法對肽鏈進一步的加工，所以需要后期處理。