Question

人外周血單核細(xì)胞能合成白細(xì)胞介素-2（IL-2）。該蛋白為淋巴因子，可增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，但在體內(nèi)易被降解。研究人員將IL-2基因與人血清白蛋白（HSA）基因拼接成一個(gè)融合基因，在酵母菌中表達(dá)出具有IL-2生理功能、且不易降解的IL-2-HSA融合蛋白。技術(shù)流程如圖。請(qǐng)回答：

（1）從健康人外周血分離得到的單核細(xì)胞，應(yīng)置于       氣體環(huán)境中，并在適宜溫度和pH條件下培養(yǎng)48h。培養(yǎng)液中通常要加       等天然成分。提取細(xì)胞總RNA生成cDNA。圖中PCR過程的模板是       ，該過程使用的酶是              。

（2）表達(dá)載體1中的位點(diǎn)a應(yīng)含有圖中       酶的識(shí)別序列，才能成功構(gòu)建表達(dá)載體2。

（3）表達(dá)載體2導(dǎo)入酵母菌后，融合基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中，與IL-2蛋白對(duì)應(yīng)的堿基序列中不能含有      密碼，才能成功表達(dá)出IL-2-HsA融合蛋白。

（4）將表達(dá)載體2導(dǎo)入酵母細(xì)胞，在培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后離心，取       （上清液／菌體）進(jìn)行產(chǎn)物鑒定。鑒定方法是       。

（5）若希望白細(xì)胞介素-2（IL-2）在體內(nèi)不易被降解，則需要通過       工程手段對(duì)合成白細(xì)胞介素-2的相關(guān)目的基因進(jìn)行設(shè)計(jì)，該工程是一項(xiàng)難度很大的工程，目前成功的例 子不多，主要原因是         。

 

Answer 1

【答案】

（1）95%空氣和5%CO2 （2分）   血清、血漿

含有目的基因(IL-2基因)的cDNA （2分）   熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）

（2）限制酶BglⅡ（2分）

（3）終止（2分）

（4）上清液 （2分）    抗原—抗體雜交

（5）蛋白質(zhì)  因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，目前對(duì)很多蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)還不了解。

【解析】

試題分析：⑴動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需要的條件是：95%空氣和5%CO₂氣體環(huán)境、適宜溫度和PH、無毒無菌的環(huán)境及合適的營養(yǎng)成分，其培養(yǎng)基中通常需加入血清、血漿等一些天然成分；PCR是在體外條件下復(fù)制特定DNA片段的技術(shù)，該過程需要引物、模板和特定的酶，因PCR產(chǎn)物是IL-2基因，故模板是含有目的基因(IL-2基因)的cDNA；體外條件下需加熱解鏈，故該過程使用的酶應(yīng)是熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）。

⑵目的基因IL-2cDNA和表達(dá)載體1在構(gòu)建表達(dá)載體2時(shí)需先用限制酶切割讓二者獲得相同的黏性末端，然后在DNA連接酶的作用下重新組合。根據(jù)目的基因IL-2cDNA的兩端的酶切位點(diǎn)分別是EcoRⅠ和BglⅡ，所以表達(dá)載體1也必須有這兩個(gè)酶切位點(diǎn)（表達(dá)載體1上已有EcoRⅠ，推測(cè)位點(diǎn)a應(yīng)含有BglⅡ）。

⑶融合基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中與IL-2蛋白對(duì)應(yīng)的堿基序列中不能含有終止密碼，才能成功表達(dá)出IL-2-HsA融合蛋白。否則HSA蛋白將無法合成。

⑷IL-2-HSA融合蛋白為分泌蛋白，從酵母菌中分泌出來經(jīng)離心后出現(xiàn)在上清液中，對(duì)從轉(zhuǎn)基因生物中提取的蛋白質(zhì)，常用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原－抗體雜交的方法進(jìn)行鑒定。若出現(xiàn)雜交帶，表明目的基因已形成相應(yīng)的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。

⑸由于IL-2是蛋白質(zhì)，所以想要直接改變蛋白質(zhì)的功能，需要通過蛋白質(zhì)工程對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，目前對(duì)很多蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)還不了解，所以該工程目前成功的例子不多。

考點(diǎn)：本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋并做出合理判斷的能力。