2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予在“基因靶向”技術(shù)方面作出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家?!盎虬邢颉奔夹g(shù)指的是應(yīng)用DNA同源重組原理,通過一定的載體,用設(shè)計(jì)好的目的基因替代靶基因,從而達(dá)到使靶基因功能喪失的目的。借助這一技術(shù),科學(xué)家可以用小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使其體內(nèi)的某項(xiàng)特定基因喪失功能,以幫助人們找到治療疾病的有效方法。下面是該實(shí)驗(yàn)的基本過程,請回答有關(guān)問題。
(1)獲取目的基因。
①目的基因是靶基因的同源片段。經(jīng)過修飾使靶基因的功能改變或喪失,就可獲得目的基因。如果要獲得活性降低了的X酶蛋白的目的基因,可以采用蛋白質(zhì)工程技術(shù),請簡述其過程。X酶蛋白的功能分析→X酶蛋白的三維結(jié)構(gòu)預(yù)測和設(shè)計(jì)→X酶多肽的氨基酸序列設(shè)計(jì)→X酶基因的改造X酶蛋白的功能分析→X酶蛋白的三維結(jié)構(gòu)預(yù)測和設(shè)計(jì)→X酶多肽的氨基酸序列設(shè)計(jì)→X酶基因的改造。
②為了提高實(shí)驗(yàn)成功率,需要通過PCR技術(shù)獲得目的基因的大量拷貝。與體內(nèi)DNA復(fù)制相比,PCR反應(yīng)體系需加入哪兩種特別的物質(zhì)?兩種引物、耐高溫的DNA聚合酶(Taq酶)兩種引物、耐高溫的DNA聚合酶(Taq酶)。
(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體。質(zhì)粒是具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA,它所具有的一至多個(gè)限制酶切割限制酶切割位點(diǎn),使目的基因插入其中成為可能,因此常被選作載體。
(3)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞,從中篩選出成功發(fā)生了同源重組的胚胎干細(xì)胞,然后培育出小鼠。
(4)通過檢測目的基因是否表達(dá)出蛋白質(zhì)產(chǎn)品,可以確定該小鼠體內(nèi)是否成功發(fā)生了基因的同源重組。請簡述這種檢測方法。提取蛋白質(zhì),用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交提取蛋白質(zhì),用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過程綜合.
【答案】X酶蛋白的功能分析→X酶蛋白的三維結(jié)構(gòu)預(yù)測和設(shè)計(jì)→X酶多肽的氨基酸序列設(shè)計(jì)→X酶基因的改造;兩種引物、耐高溫的DNA聚合酶(Taq酶);限制酶切割;提取蛋白質(zhì),用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交
【解答】
【點(diǎn)評】
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