目前人胰島素是通過基因工程生產(chǎn)的,其純度高、副作用少,利用大腸桿菌可實(shí)現(xiàn)人胰島素的大規(guī)模生產(chǎn)。已知限制性核酸內(nèi)切酶BamHⅠ與MboⅠ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)分別為-G↓GATCC-和-↓GATC-,圖1為目的基因與pBR322質(zhì)粒形成重組質(zhì)粒的2種情況,圖2為抗藥性篩選流程。(注:BamHⅠ、PstⅠ、MboⅠ為限制酶,ori為復(fù)制原點(diǎn),Amp為氨芐青霉素抗性基因,Tet為四環(huán)素抗性基因。上標(biāo)“r”代表抗性;“s”代表敏感)。
(1)獲取人的胰島素基因時(shí),先從胰島B細(xì)胞獲取胰島素基因的mRNA,再通過 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄過程獲得cDNA,此方法獲得的基因與細(xì)胞內(nèi)的胰島素基因相比在結(jié)構(gòu)上缺少 內(nèi)含子內(nèi)含子等序列。
(2)通過上述方法獲得人的胰島素基因后,需要通過PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qPCR)實(shí)現(xiàn)了PCR從定性到定量的飛躍。Taq Man探針是qPCR技術(shù)中一種常用探針,下圖3為Taq Man熒光探針及其作用原理示意圖。探針完整時(shí),報(bào)告基團(tuán)發(fā)射的熒光信號(hào)被淬滅基團(tuán)吸收;PCR擴(kuò)增時(shí)該探針能被Taq酶切割降解,使報(bào)告熒光基團(tuán)和淬滅熒光基團(tuán)分離,從而熒光監(jiān)測系統(tǒng)可接收到熒光信號(hào),即每擴(kuò)增1個(gè)DNA分子,就有一個(gè)熒光分子形成,實(shí)現(xiàn)了熒光信號(hào)的累積與PCR產(chǎn)物形成完全同步。若每分子探針?biāo)忉尫诺腞基團(tuán)熒光強(qiáng)度為a,加入b個(gè)模板DNA分子(目的基因),通過qPCR進(jìn)行擴(kuò)增。反應(yīng)體系中熒光信號(hào)強(qiáng)度(Rn)與擴(kuò)增次數(shù)(n)之間的關(guān)系為:Rn=ab×(2n-1)ab×(2n-1)。
(3)據(jù)圖1中的信息,若胰島素基因與質(zhì)粒分別使用MboⅠ和BamHⅠ不同的限制酶切開,插在質(zhì)粒pBR322的BamHⅠ位點(diǎn)處,在形成重組質(zhì)粒之后,再重新切下目的基因最好使用 MboIMboI酶;用限制酶BamHⅠ處理質(zhì)粒pBR322后得到的分子中共有 22個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。
(4)抗藥性篩選法實(shí)施的前提條件是載體DNA攜帶抗生素的抗性基因。如果采用圖2抗藥性篩選流程,則可篩選出的含重組質(zhì)粒的大腸桿菌的表現(xiàn)型是 AmprTets,即在含Amp的培養(yǎng)基上能存活,含Tet的培養(yǎng)基上死亡AmprTets,即在含Amp的培養(yǎng)基上能存活,含Tet的培養(yǎng)基上死亡。
(5)除抗藥性篩選法外,顯色篩選也是常用的方法。很多大腸桿菌的質(zhì)粒上含有l(wèi)acZ'標(biāo)記基因(圖4中甲),其表達(dá)的酶蛋白可將一種無色的化合物(X-gal)水解成藍(lán)色產(chǎn)物。若重組DNA技術(shù)常用的大腸桿菌質(zhì)粒pUC18同時(shí)攜帶Ampr和LacZ'兩個(gè)標(biāo)記基因,據(jù)圖4分析,若想篩選出重組質(zhì)粒,配制的固體培養(yǎng)基的成分中,除營養(yǎng)物質(zhì)和瓊脂外還需含有 Amp和X-galAmp和X-gal,經(jīng)轉(zhuǎn)化、擴(kuò)增、涂布,圖4乙中含重組質(zhì)粒的是 白色白色(白色/藍(lán)色)菌落。
(6)某研究人員測定受體大腸桿菌的某段基因序列,經(jīng)測定其蛋白質(zhì)編碼序列(即編碼從起始密碼子到終止密碼子之間的序列)為3002對(duì)堿基,請(qǐng)判斷對(duì)這段序列的測定 是是(選填“是”或“否”)存在錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過程綜合.
【答案】逆轉(zhuǎn)錄;內(nèi)含子;ab×(2n-1);MboI;2;AmprTets,即在含Amp的培養(yǎng)基上能存活,含Tet的培養(yǎng)基上死亡;Amp和X-gal;白色;是
【解答】
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