聚羥基脂肪酸酯(PHA)是一種結(jié)構(gòu)多樣化、生物可降解的高分子聚合物,廣泛應(yīng)用于生活、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等多個(gè)方面。許多野生型微生物可以天然產(chǎn)生不同種類的PHA.科學(xué)家應(yīng)用基因工程等技術(shù),對(duì)野生嗜鹽細(xì)菌進(jìn)行改造,作為高效生產(chǎn)PHA 的底盤(pán)微生物。
(1)基因工程常用原核生物作為受體細(xì)胞,原因是繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少。基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因表達(dá)載體的構(gòu)建。
(2)科學(xué)家對(duì)嗜鹽菌進(jìn)行基因改造,使一種嗜鹽菌能夠產(chǎn)生多種PHA,利用的原理是基因控制性狀途徑中的基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而控制生物的性狀基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而控制生物的性狀?;蚋脑煨枰玫降幕蚬こ痰墓ぞ呙甘?!--BA-->限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶。
(3)PHA在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的積累量可能受到細(xì)菌細(xì)胞體積的限制??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),讓細(xì)菌的細(xì)胞分裂抑制因子SulA 或MinCD基因“過(guò)表達(dá)”,可以使細(xì)菌細(xì)胞不能正常分裂而形成纖維狀延長(zhǎng)的細(xì)菌,以提高細(xì)胞 PHA 的積累量。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是對(duì)SulA 或MinCD基因中的啟動(dòng)子啟動(dòng)子(填入相關(guān)的基因結(jié)構(gòu))進(jìn)行改造。
(4)PHA被看好用于開(kāi)發(fā)人工食道、神經(jīng)導(dǎo)管等醫(yī)療材料,研究中可用動(dòng)物細(xì)胞法判斷PHA對(duì)細(xì)胞的毒性?;狙芯克悸肥牵菏紫仁贡慌囵B(yǎng)細(xì)胞處于無(wú)菌、無(wú)毒無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境;將細(xì)胞所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需數(shù)量嚴(yán)格配制成培養(yǎng)基,此類培養(yǎng)基稱為合成培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基,在此培養(yǎng)基中還要加入PHAPHA,此外,通常還需加入血清等天然成分;在適宜環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時(shí)間,根據(jù)變異細(xì)胞占全部培養(yǎng)細(xì)胞的百分?jǐn)?shù),可以判斷PHA的毒性。
【考點(diǎn)】基因工程在農(nóng)牧、醫(yī)療、食品等方面的應(yīng)用.
【答案】繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少;基因表達(dá)載體的構(gòu)建;基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而控制生物的性狀;限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶;啟動(dòng)子;無(wú)菌、無(wú)毒;合成培養(yǎng)基;PHA
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.7
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1.人類基因組計(jì)劃測(cè)定了人體的24條染色體,這24條染色體是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/31 0:30:1組卷:112引用:7難度:0.7 -
2.學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(4)題。
利用抑制性tRNA進(jìn)行無(wú)義突變遺傳病的治療
無(wú)義突變是由于某個(gè)堿基的改變使代表某種氨基酸的密碼子突變?yōu)榻K止密碼子(UAA、UAG或UGA),從而使肽鏈合成提前終止,造成蛋白質(zhì)的功能改變,引發(fā)相關(guān)疾病。約有10%~15%的人類基因相關(guān)遺傳疾病是由無(wú)義突變引發(fā)的。常規(guī)的基因治療是將正?;虻腸DNA序列或是有治療價(jià)值的基因(如CRISPR-Cas9相關(guān)的基因編輯工具)通過(guò)一定的方式導(dǎo)入人體靶細(xì)胞內(nèi),達(dá)到替代或修復(fù)缺陷基因、治療疾病的目的。導(dǎo)入基因插入位置不當(dāng)、過(guò)高或過(guò)低表達(dá),都可能會(huì)導(dǎo)致副作用。盡管基因編輯可以實(shí)現(xiàn)生理水平的基因表達(dá),但基因編輯工具引入外源蛋白可能引發(fā)強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)仍然是巨大的挑戰(zhàn)。
抑制性tRNA(sup-tRNA)由天然tRNA改造而來(lái),它的反密碼子通過(guò)堿基配對(duì)原則可以識(shí)別無(wú)義突變的終止密碼子,使得mRNA在翻譯至無(wú)義突變位點(diǎn)時(shí)不啟動(dòng)翻譯終止而是繼續(xù)向后進(jìn)行翻譯,獲得有功能的全長(zhǎng)蛋白。
I型黏多糖貯積癥的病因,是相關(guān)基因發(fā)生無(wú)義突變,產(chǎn)生終止密碼子UAG。研究者構(gòu)建小鼠該突變基因mldua和Flag基因融合的載體(圖1),以及針對(duì)該無(wú)義突變?cè)O(shè)計(jì)的sup-tRNA表達(dá)載體(產(chǎn)生的sup-tRNA能夠識(shí)別UAG并攜帶酪氨酸Tyr,簡(jiǎn)寫(xiě)作sup-tRNATyr),將其導(dǎo)入細(xì)胞進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)與具有相似作用的化合物G418比較,sup--tRNA的作用更加顯著(圖2);進(jìn)一步利用重組腺相關(guān)病毒作為載體將sup-tRNA導(dǎo)入患病小鼠模型中,實(shí)驗(yàn)顯示能夠降低黏多糖過(guò)度積存,實(shí)現(xiàn)對(duì)該病癥的有效治療,其療效可以持續(xù)半年以上。
從整體來(lái)看,G418在促進(jìn)跨越無(wú)義突變位點(diǎn)繼續(xù)翻譯時(shí)引入的氨基酸較為隨機(jī),而sup-tRNA引入的氨基酸較為單一,且不會(huì)影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài),所以sup-tRNA在個(gè)體治療中具有很高的安全性,因而在未來(lái)基因突變引起的疾病相關(guān)治療中具有非常大的應(yīng)用前景。
(1)侵染時(shí),作為載體的重組腺相關(guān)病毒與靶細(xì)胞膜上的
(2)除了引入的氨基酸較為單一,不影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài),我們還可推斷,用于治療的sup-tRNA在正常終止密碼子處
(3)研究者構(gòu)建mldua突變基因和Flag基因融合的載體,目的是通過(guò)檢測(cè)
(4)有文獻(xiàn)報(bào)道,已在近1000個(gè)不同的人類基因中發(fā)現(xiàn)了7500多個(gè)無(wú)義突變。常規(guī)的基因治療需要為每種疾病設(shè)計(jì)獨(dú)特的治療策略,這將是一項(xiàng)耗費(fèi)驚人的項(xiàng)目。據(jù)此說(shuō)明sup-tRNA的應(yīng)用價(jià)值。發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:27引用:1難度:0.6 -
3.幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分,自然界有些植物能產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶催化幾丁質(zhì)水解從而抵抗真菌感染。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入沒(méi)有抗性的植物體內(nèi),可增強(qiáng)其抗真菌的能力。如圖表示為獲取幾丁質(zhì)酶基因而建立cDNA文庫(kù)的過(guò)程。
(1)圖示以mRNA為材料通過(guò)
(2)與選用老葉相比,選用嫩葉更容易提取到mRNA,原因是
(3)將從cDNA文庫(kù)中獲得的幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體用發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.7
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