Question

【題目】糖尿病已經(jīng)成為危害人類健康的嚴重疾病之一。糖尿病不僅與人們不健康的生活方式有關(guān)，也與患者體內(nèi)胰島素的缺乏有關(guān)。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)實現(xiàn)胰島素的批量生產(chǎn)就成為了目前糖尿病治療的新思路，請回答下列相關(guān)問題：

（1）對于胰島素基因的獲取，一是通過提取____________細胞中的胰島素mRNA，經(jīng)過 _____________過程合成，之后通過 _________技術(shù)大量擴增；二是通過分析胰島素的______________________________序列，進行人工合成。

（2）利用基因工程技術(shù)實現(xiàn)胰島素的批量生產(chǎn)的過程中，關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)是 ________。這一關(guān)鍵操作的目的是：①使目的基因 ______________________________ ；②使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。

（3）為了將改造后的分子順利導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)，一般需要用Ca2+處理大腸桿菌，使之成為 ______ 細胞。得到的人胰島素需要體外加工才具有生物活性，原因是大腸桿菌 _____________________________________ 。

Answer 1

【答案】胰島B??? 反轉(zhuǎn)錄??? PCR??? 氨基酸??? 基因表達載體的構(gòu)建??? 在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給后代??? 感受態(tài)??? 沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對蛋白質(zhì)進行加工???

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原——抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）對于胰島素基因的獲取，一是通過提取胰島B細胞的胰島素mRNA，經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄過程合成，之后通過PCR技術(shù)大量擴增；二是氨基酸序列法獲取目的基因，通過分析胰島素的氨基酸序列，進行人工合成。

（2）基因工程的操作步驟中，構(gòu)建基因表達載體是基因工程操作步驟中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。構(gòu)建基因表達載體的目的包括：①使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給后代；②使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。

（3）為了將改造后的分子順利導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)，一般需要用CaCl2溶液處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細胞。由于大腸桿菌屬于原核生物，沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對蛋白質(zhì)進行加工，因此得到的人胰島素需要體外加工才具有生物活性。