基因打靶技術(shù)是指利用外源性DNA與細(xì)胞DNA的相同或相似序列,在特定位點(diǎn)上進(jìn)行替換,從而改變細(xì)胞遺傳特性的方法。該技術(shù)可應(yīng)用于解決人體對(duì)移植的豬器官產(chǎn)生的免疫排斥反應(yīng)上,即利用基因打靶技術(shù)對(duì)豬細(xì)胞α-1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進(jìn)行改造,以消除α-1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶引起的免疫排斥。其主要過(guò)程如下:
第一步:從豬囊胚中分離出胚胎干細(xì)胞。
第二步:在與靶基因(需要改造的基因)相同的外源性DNA上,插入新霉素抗性基因,構(gòu)建打靶載體。
第三步:打靶載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞,與細(xì)胞DNA中的靶基因進(jìn)行替換。
第四步:改造后的胚胎干細(xì)胞篩選、增殖等。
回答下列問(wèn)題:
(1)選取豬胚胎干細(xì)胞作為基因改造的細(xì)胞,原因是胚胎干細(xì)胞在功能上具有
發(fā)育的全能性
發(fā)育的全能性
。
(2)該改造過(guò)程中,靶基因具體是指
(豬細(xì)胞的)α-1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因
(豬細(xì)胞的)α-1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因
;插入新霉素抗性基因需要的酶是
限制酶和DNA連接酶
限制酶和DNA連接酶
,插入該抗性基因的作用是
破壞靶基因,使靶基因不能表達(dá);起篩選作用
破壞靶基因,使靶基因不能表達(dá);起篩選作用
(答出兩點(diǎn))。
(3)改造后的胚胎干細(xì)胞經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)發(fā)生增殖和
定向
定向
分化,培育出不合成α-1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶的特定器官,再經(jīng)過(guò)一系列改造后為器官移植做準(zhǔn)備。
(4)運(yùn)用基因打靶技術(shù)進(jìn)行基因改造的原理是
基因重組
基因重組
,該技術(shù)在一定程度上解決了人體移植器官的短缺難題。