研究發(fā)現(xiàn)，2018-2030年糖尿病患者的胰島素用量可能會增加20%，目前的胰島素產(chǎn)量不能滿足全球需求，利用生物工程生產(chǎn)人胰島素是解決該問題的主要手段。已知人胰島素基因中含有不能編碼蛋白質(zhì)的內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需加工（切去內(nèi)含子對應(yīng)區(qū)段）后才可翻譯；而大腸桿菌的基因中沒有內(nèi)含子，也沒有切除內(nèi)含子相應(yīng)的機制。如圖是利用基因工程生產(chǎn)人胰島素的操作示意圖?；卮鹣铝袉栴}：

（1）科研人員利用步驟①②獲得人胰島素基因，而不是從人的基因組文庫中獲得，原因是

通過步驟①②獲得的人胰島素基因中沒有內(nèi)含子，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可以在大腸桿菌中表達出胰島素（或從人的基因組文庫中獲得的人胰島素基因中含有內(nèi)含子，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物不能在大腸桿菌中翻譯，因此無法獲得胰島素）

通過步驟①②獲得的人胰島素基因中沒有內(nèi)含子，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可以在大腸桿菌中表達出胰島素（或從人的基因組文庫中獲得的人胰島素基因中含有內(nèi)含子，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物不能在大腸桿菌中翻譯，因此無法獲得胰島素）

。
（2）通過步驟⑤可以短時間內(nèi)獲得大量的胰島素基因，它利用的原理是

DNA雙鏈復(fù)制

DNA雙鏈復(fù)制

。利用該技術(shù)擴增胰島素基因的條件有胰島素基因，dATP、dCTP、dTTP、dGTP、

Taq（或熱穩(wěn)定DNA聚合）

Taq（或熱穩(wěn)定DNA聚合）

酶和引物等，其中合成引物的前提條件是要有

一段已知胰島素基因的核苷酸序列

一段已知胰島素基因的核苷酸序列

。
（3）步驟

⑦

⑦

是基因工程的核心步驟，其目的是

使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用

使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用

。為確定步驟⑩獲得的人胰島素的功能活性是否與天然產(chǎn)品相同，科研人員還需進行的研究是

將步驟⑩獲得的人胰島素與天然產(chǎn)品的功能進行活性比較

將步驟⑩獲得的人胰島素與天然產(chǎn)品的功能進行活性比較

。
（4）科學(xué)家利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，研制出了賴脯胰島素，與天然胰島素相比，其皮下注射后易吸收，起效快。獲得賴脯胰島素基因的途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→

設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。