1965年中國(guó)科學(xué)家人工合成了具有生物活性的結(jié)晶牛胰島素,摘取了人工合成蛋白質(zhì)的桂冠。人胰島素基因表達(dá)的最初產(chǎn)物是一條肽鏈構(gòu)成的前胰島素原,經(jīng)圖1所示的過(guò)程形成具生物活性的胰島素,此后科學(xué)家又提出了利用基因工程改造大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素的兩種方法:AB法是根據(jù)胰島素A、B兩條肽鏈的氨基酸序列人工合成兩種DNA片段,利用工程菌分別合成兩條肽鏈后將其混合自然形成胰島素;BCA法是利用胰島B細(xì)胞中的mRNA得到胰島素基因,表達(dá)出胰島素原后再用特定酶切掉C肽段。這兩種方法使用同一種質(zhì)粒作為載體。請(qǐng)據(jù)圖分析并回答下列問(wèn)題:
(1)AB法中人工合成的兩種DNA片段均有多種可能的序列的原因是 絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子(或密碼子的簡(jiǎn)并,或一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種密碼子)絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子(或密碼子的簡(jiǎn)并,或一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種密碼子)。
(2)圖2是利用基因工程生產(chǎn)人胰島素過(guò)程中使用的質(zhì)粒及目的基因的部分結(jié)構(gòu)。通常要將目的基因與載體結(jié)合,該過(guò)程需使用的基本工具除限制酶外還有 DNA連接酶DNA連接酶。為使目的基因與載體正確連接,在設(shè)計(jì)PCR引物時(shí)可添加限制酶XhoⅠ和MunⅠ的識(shí)別序列,在圖2所示的5種限制酶中選擇XhoⅠ和MunⅠ這兩種限制酶的原因是 根據(jù)圖2,對(duì)于目的基因,SalI和NheI的作用位點(diǎn)在目的基因的中間,會(huì)破壞目的基因,則在引物設(shè)計(jì)時(shí)不能選用這兩種限制酶,那么只能在XhoI和MunI和EcoRI中選擇;同時(shí)質(zhì)粒上EcoRI的其中一個(gè)作用位點(diǎn)是在標(biāo)記基因上,所以只能選擇XhoI和MunI兩種限制酶根據(jù)圖2,對(duì)于目的基因,SalI和NheI的作用位點(diǎn)在目的基因的中間,會(huì)破壞目的基因,則在引物設(shè)計(jì)時(shí)不能選用這兩種限制酶,那么只能在XhoI和MunI和EcoRI中選擇;同時(shí)質(zhì)粒上EcoRI的其中一個(gè)作用位點(diǎn)是在標(biāo)記基因上,所以只能選擇XhoI和MunI兩種限制酶。
(3)利用圖2所示的方法獲得人的胰島素基因后,需要通過(guò)PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增,已知胰島素基因左端①處的堿基序列為-GGAATCAG-,則其中一種引物設(shè)計(jì)的序列是5′GGAATCAGGGAATCAG3′(不考慮限制酶識(shí)別序列)。
(4)β-半乳糖苷酶可以分解無(wú)色的X-gal產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì)使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色,否則菌落為白色。據(jù)此簡(jiǎn)述篩選工程菌的過(guò)程:經(jīng)鈣離子處理的大腸桿菌與重組質(zhì)?;旌吓囵B(yǎng)一段時(shí)間后,再將大腸桿菌接種到添加了氨芐青霉素和X-gal的培養(yǎng)基上篩選出白色的菌落即為工程菌經(jīng)鈣離子處理的大腸桿菌與重組質(zhì)?;旌吓囵B(yǎng)一段時(shí)間后,再將大腸桿菌接種到添加了氨芐青霉素和X-gal的培養(yǎng)基上篩選出白色的菌落即為工程菌。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過(guò)程綜合.
【答案】絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子(或密碼子的簡(jiǎn)并,或一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種密碼子);DNA連接酶;根據(jù)圖2,對(duì)于目的基因,SalI和NheI的作用位點(diǎn)在目的基因的中間,會(huì)破壞目的基因,則在引物設(shè)計(jì)時(shí)不能選用這兩種限制酶,那么只能在XhoI和MunI和EcoRI中選擇;同時(shí)質(zhì)粒上EcoRI的其中一個(gè)作用位點(diǎn)是在標(biāo)記基因上,所以只能選擇XhoI和MunI兩種限制酶;GGAATCAG;經(jīng)鈣離子處理的大腸桿菌與重組質(zhì)?;旌吓囵B(yǎng)一段時(shí)間后,再將大腸桿菌接種到添加了氨芐青霉素和X-gal的培養(yǎng)基上篩選出白色的菌落即為工程菌
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/7/8 8:0:10組卷:2引用:2難度:0.5
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