Question

【題目】降鈣素是一種多肽類激素，臨床上用于治療骨質疏松癥等。人的降鈣素活性很低，半衰期較短。某科學機構為了研發(fā)一種活性高、半衰期長的新型降鈣素，從預期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測相應的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條72個堿基的DNA單鏈，兩條鏈通過18個堿基對形成部分雙鏈DNA片段，再利用Klenow酶補平，獲得雙鏈DNA，過程如下圖。

在此過程中發(fā)現(xiàn)，合成較長的核苷酸單鏈易產生缺失堿基的現(xiàn)象。分析回答下列問題：

(1)Klenow酶是一種________酶，合成的雙鏈DNA有________個堿基對。

(2)獲得的雙鏈DNA經EcoRⅠ(識別序列和切割位點—G↓AATTC—)和BamHⅠ(識別序列和切割位點—G↓GATCC—)雙酶切后插入到大腸桿菌質粒中，篩選含重組質粒的大腸桿菌并進行DNA測序驗證。

①大腸桿菌是理想的受體細胞，這是因為它_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________。

②設計EcoRⅠ和BamHⅠ雙酶切的目的是_______________________________________________________________________________

_____________________________________________________。

③要進行重組質粒的鑒定和選擇，需要大腸桿菌質粒中含有________。

(3)經DNA測序表明，最初獲得的多個重組質粒，均未發(fā)現(xiàn)完全正確的基因序列，最可能的原因是

______________________________________________________

______________________________________________________。

(4)上述制備該新型降鈣素，運用的現(xiàn)代生物工程技術是________。

Answer 1

【答案】DNA聚合酶 126 繁殖快、單細胞、遺傳物質相對較少 保證目的基因和載體定向連接（或防止目的基因和載體在酶切后產生的末端發(fā)生任意連接） 標記基因 合成的核苷酸單鏈仍較長，產生缺失堿基的現(xiàn)象 蛋白質工程

【解析】

由降鈣素為多肽類激素及人工合成DNA圖示可知，本題為蛋白質工程與基因工程的綜合考查。題設中設計EcoRⅠ和BamHⅠ雙酶切能使目的基因的兩端露出不同的黏性末端，以質粒作為目的基因的運載體，獲得帶有目的基因的重組質粒，其中標記基因則作為檢測目的基因是否成功導入受體細胞的標志，但不其基因是否成功表達的標志。

（1）Klenow 酶催化了脫氧核苷酸按照模板鏈通過堿基互補配對相連，故屬于DNA 聚合酶；合成雙鏈后堿基對數(shù)是（72-18）+72=126個。

（2）①大腸桿菌具有繁殖快、單細胞、遺傳物質相對較少等特點，因此是理想的受體細胞。

②若只用一種限制酶處理，則目的基因和載體的末端可以任意連接，可形成多種重組體、環(huán)狀DNA等，用兩種限制酶進行切割，可以使目的基因兩端的黏性末端不同，保證目的基因和載體的定向連接。

③要進行重組質粒的鑒定和選擇，需要大腸桿菌質粒中含有標記基因。

（3）經DNA測序表明，最初獲得的多個重組質粒，均未發(fā)現(xiàn)完全正確的基因序列，最可能的原因是合成的核苷酸單鏈較長，產生缺失堿基的現(xiàn)象。

（4）由于該新型降鈣素是自然界原來不存在的蛋白質，因此該生物工程屬于蛋白質工程。