Question

【題目】干擾素是動物或人體細胞受到病毒侵染后產生的一種糖蛋白，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過程，實質是對現有蛋白質進行改造的過程，它必須通過___________來實現。

（2）從人類cDNA文庫中分離獲取干擾素基因，經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，使其生長發育成轉基因奶牛。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】

蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規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，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。

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包括內含子和外顯子，而在轉錄為RNA的時候，內含子轉錄的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，沒有內含子序列和基因編碼區外大量調控序列。本實驗目的是利用奶牛乳腺生物反應器來生產耐保存的干擾素，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，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）對現有蛋白質進行改造的過程必須通過基因修飾或基因合成來實現。

（2）cDNA文庫中的基因在結構上的特點是無啟動子和內含子。

（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，使其生長發育成轉基因奶牛。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。