Question

【題目】基因打靶技術(shù)是指利用外源性DNA與細胞DNA的相同或相似序列，在特定位點上進行替換，從而改變細胞遺傳特性的方法。該技術(shù)可應(yīng)用于解決人體對移植的豬器官產(chǎn)生的免疫排斥反應(yīng)，即利用基因打靶技術(shù)對豬細胞ɑ—1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進行改造，以消除ɑ—1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶引起的免疫排斥。其主要過程如下：

第二、三步示意圖（6—10表示不同的基因片段）

第一步：從豬囊胚中分離出胚胎干細胞。

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：打耙載體導(dǎo)入胚胎干細胞，與細胞DNA中的靶基因進行替換。

第四步：改造后的胚胎干細胞篩選、增殖等。

回答下列問題：

（1）上述改造過程中的靶基因是_______________，插入新霉素抗性基因的過程中需要用到的酶有___________，插入新霉素抗性基因的目的是____（答出2兩點）。

（2）基因打靶技術(shù)依據(jù)的遺傳學(xué)原理是_____________。

（3）除囊胚外，胚胎干細胞還可以來自于______階段的胚胎和________。胚胎干細胞具有的顯著特點是___________________。

Answer 1

【答案】（豬細胞的）ɑ—1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因 限制酶和DNA連接酶 破壞靶基因，使靶基因不能表達；起篩選作用 基因重組 桑葚胚 原始性腺 體積大，細胞核大，核仁明顯，具有發(fā)育的全能性

【解析】

1、胚胎干細胞是早期胚胎（原腸胚期之前）或原始性腺中分離出來的一類細胞，它具有體外培養(yǎng)無限增殖、自我更新和多向分化的特性。無論在體外還是體內(nèi)環(huán)境，ES細胞都能被誘導(dǎo)分化為機體幾乎所有的細胞類型，即具有全能性。

2、打靶的目的是對豬細胞α-1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進行改造，以消除α-1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶引起的免疫排斥。

3、基因打靶技術(shù)的原理是基因重組，屬于DNA重組技術(shù)。

（1）分析題干和題圖可知，靶基因具體是指能引起人體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的豬細胞的α-1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因。插入新霉素抗性基因構(gòu)建打靶載體過程中需要限制酶和DNA連接酶；從新霉素抗性基因插入位點可知，該抗性基因的作用是破壞靶基因，使靶基因不能表達；新霉素抗性基因作為標(biāo)記基因也可用于篩選。

（2）基因打靶技術(shù)是指利用外源性DNA與細胞DNA的相同或相似序列，在特定位點上進行替換，從而改變細胞遺傳特性的方法。屬于DNA重組技術(shù)，遵循的原理是基因重組。

（3）從哺乳動物的早期胚胎的桑葚期和原始性腺分離出來的胚胎干細胞，其結(jié)構(gòu)上的特點是體積大，細胞核大，核仁明顯，功能上具有發(fā)育的全能性。由于具有發(fā)育上的全能性，通過體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，用來解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后的免疫排斥問題。