Question

【題目】人體內(nèi)的t-PA蛋白能高效降解由纖維蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和腦血栓的急救藥。然而，為心梗患者注射大劑量的基因工程t-PA會誘發(fā)顱內(nèi)出血，其原因在于t-PA與纖維蛋白結(jié)合的特異性不高。研究證實，將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血副作用。據(jù)此，先對天然的t-PA基因進行序列改造，然后再采取傳統(tǒng)的基因工程方法表達該改造后的基因，可制造出性能優(yōu)異的改良t-PA蛋白。（注：下圖表示相關(guān)的目的基因、載體及限制酶。pCLY11為質(zhì)粒，新霉素為抗生素。）

回答下列問題：

（1）己知人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板鏈堿基序列為ACA，而絲氨酸的密碼子為UCU，因此改造后的基因決定第84位絲氨酸的模板鏈的堿基序列應(yīng)設(shè)計為____。

（2）若t-PA改良基因的粘性末端如圖所示，那么需選用限制酶____和____切開質(zhì)粒pCLY11，才能與t-PA改良基因高效連接，在連接時需要用到 ___酶。

（3）應(yīng)選擇____（能／不能）在加入新霉素的培養(yǎng)基中生存并形成菌落的大腸桿菌作為受體細胞，目的是____。在加入新霉素的培養(yǎng)基中形成菌落的受體細胞并非都是目的菌株，需選擇呈____色的菌落，進一步培養(yǎng)、檢測和鑒定，以選育出能生產(chǎn)改良t-PA蛋白的工程菌株。

（4）以上制造性能優(yōu)異的改良t-PA蛋白的過程稱為____工程。

Answer 1

【答案】AGA XmɑⅠ BglⅡ DNA連接酶 不能 以便篩選出導入質(zhì)粒pCLY1I的大腸桿菌 白 蛋白質(zhì)

【解析】

基因工程的基本操作步驟：獲取目的基因→構(gòu)建基因表達載體→導入受體細胞→得到轉(zhuǎn)基因生物→目的基因檢測與鑒定。蛋白質(zhì)工程可以通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，或制造新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。

（1）根據(jù)堿基互補配對的原則，絲氨酸的密碼子為UCU，則其編碼序列為TCT，所以模板鏈的堿基序列為AGA。

（2）若要質(zhì)粒pCLY11與t-PA突變基因高效連接，需質(zhì)粒和突變基因切割后產(chǎn)生黏性末端能堿基互補配對，t-PA突變基因切割后的黏性末端分別為：-GGCC和-CTAG，故質(zhì)粒pCLY11需要用XmaI和Bg/II切割，連接時需要應(yīng)DNA連接酶。

（3）由于質(zhì)粒上以新霉素抗性基因作為標記基因，所以選擇不能再加入新霉素的培養(yǎng)基中生存并形成菌落的大腸桿菌作為受體細胞，以便篩選出導入質(zhì)粒pCLY1I的大腸桿菌。重組質(zhì)粒的mlacZ序列被破壞，表達產(chǎn)物使細胞呈白色，故在加入新霉素的培養(yǎng)基中形成菌落的受體細胞需選擇呈白色的菌落，進一步培養(yǎng)、檢測和鑒定，以選育出能生產(chǎn)改良t-PA蛋白的工程菌株。

（4）通過對基因的改造實現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造，稱為蛋白質(zhì)工程。