蜂毒前溶血肽原是prepromelittin基因(以下簡稱PL基因)的表達(dá)產(chǎn)物,在蜜蜂體內(nèi)合成后首先加工成蜂毒溶血肽原(蜂毒肽前體蛋白),被進(jìn)一步水解形成分泌蛋白蜂毒肽。與蜂毒肽相比,蜂毒前溶血肽原具有較大的溶解度,且對細(xì)胞的破壞能力小,可利用基因工程方法合成蜂毒肽的前體產(chǎn)物。
(1)生產(chǎn)蜂毒肽常選用微生物做受體細(xì)胞,優(yōu)點(diǎn)是 微生物生理結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡單,生產(chǎn)成本低,生長繁殖快、容易進(jìn)行遺傳物質(zhì)操作微生物生理結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡單,生產(chǎn)成本低,生長繁殖快、容易進(jìn)行遺傳物質(zhì)操作(答出兩點(diǎn)即可);原核細(xì)胞 不能不能(填“能“或“不能“)將蜂毒溶血肽原加工成蜂毒肽,原因是 原核細(xì)胞無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,無法對表達(dá)出的蜂毒前溶血肽原進(jìn)行加工原核細(xì)胞無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,無法對表達(dá)出的蜂毒前溶血肽原進(jìn)行加工。
(2)為了解決(1)中的問題,對蜂毒前溶血肽原基因進(jìn)行改造(如圖1),以便后期用羥胺(一種能專一性裂解特定兩個氨基酸之間肽鍵的化合物)對生產(chǎn)出的蜂毒前溶血肽原進(jìn)行加工。根據(jù)圖1推測羥胺的識別位點(diǎn)是 Asn-Gly(NG丙氨酸-甘氨酸)Asn-Gly(NG丙氨酸-甘氨酸)。為實(shí)現(xiàn)最終生產(chǎn)有活性的蜂毒肽,與原DNA序列相比,改造后的序列末端還刪除了Gly的對應(yīng)編碼鏈序列,推測刪除的理由是 有活性的蜂毒肽末端沒有甘氨酸有活性的蜂毒肽末端沒有甘氨酸。改造后的DNA編碼區(qū)序列長度為 213213bp。
注:①陰影:蜂毒肽序列;方框:Asn-Gly位點(diǎn);
②圖1中所示的“原DNA序列”為蜂毒前溶血肽原的編碼區(qū)序列的編碼鏈;
③甲硫氨酸,縮寫為M,由起始密碼子AUG編碼;丙氨酸(Asn),縮寫為N;
④甘氨酸(Gly),縮寫為G,由密碼子GGU、GGC、GGA、GGG編碼。
⑤終止密碼子UAA、UGA和UAG
(3)根據(jù)改造后的基因序列,利用人工化學(xué)合成方法進(jìn)行全基因合成,設(shè)計并合成引物對合成基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物序列的長度越長、GC含量越高,PCR過程中退火溫度的設(shè)定值越 高高。將PCR產(chǎn)物和pGEX-4T-1載體利用酶 EcoRI、SalI和DNA連接酶(限制酶+DNA連接酶)EcoRI、SalI和DNA連接酶(限制酶+DNA連接酶)進(jìn)行基因表達(dá)載體的構(gòu)建,獲得蜂毒前溶血肽原與GST(一種標(biāo)簽蛋白)融合表達(dá)重組質(zhì)粒pGEX-4T-1/PPMe(見圖2)。擴(kuò)增PL基因時設(shè)計了引物對M1和M2,其中M1的部分序列是:5'-GAATTC-3'且EcoRⅠ的識別序列是GAATTC,請續(xù)寫出該引物的后8個堿基5'ATGAAATTATGAAATT3'。
(4)將重組表達(dá)載體轉(zhuǎn)化至 不含有不含有(“含有“或“不含有”)pGEX-4T-1/PPMel的大腸桿菌的感受態(tài)細(xì)胞,借助PCR和電泳鑒定是否轉(zhuǎn)化成功:凝膠中DNA分子的遷移速率與 大小(長度),構(gòu)象(形狀),電荷,凝膠濃度,電壓大?。ㄩL度),構(gòu)象(形狀),電荷,凝膠濃度,電壓有關(guān)(答2點(diǎn))。
(5)若培育相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因植物;常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,需將目的基因插入質(zhì)粒的 T-DNAT-DNA中,最后通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植株。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過程綜合;基因工程在農(nóng)牧、醫(yī)療、食品等方面的應(yīng)用.
【答案】微生物生理結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡單,生產(chǎn)成本低,生長繁殖快、容易進(jìn)行遺傳物質(zhì)操作;不能;原核細(xì)胞無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,無法對表達(dá)出的蜂毒前溶血肽原進(jìn)行加工;Asn-Gly(NG丙氨酸-甘氨酸);有活性的蜂毒肽末端沒有甘氨酸;213;高;EcoRI、SalI和DNA連接酶(限制酶+DNA連接酶);ATGAAATT;不含有;大?。ㄩL度),構(gòu)象(形狀),電荷,凝膠濃度,電壓;T-DNA
【解答】
【點(diǎn)評】
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