Question

【題目】2018年7月，某生物公司的百白破疫苗檢驗(yàn)不符合規(guī)定。為生產(chǎn)高效價(jià)疫苗和簡(jiǎn)化計(jì)劃免疫程序，科學(xué)家研制出基因工程乙肝-百白破(rHB-DTP)四聯(lián)疫苗，經(jīng)各項(xiàng)檢測(cè)均通過rHB-DTP四聯(lián)疫苗制檢規(guī)程的要求。其有效成分是乙肝病毒表面抗原、百日咳桿菌、白喉?xiàng)U菌和破傷風(fēng)桿菌的四種類毒素。請(qǐng)分析回答下列問題：

(1)為獲取百日咳桿菌類毒素的基因，可從百日咳桿菌的細(xì)胞中提取對(duì)應(yīng)____________，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成雙鏈cDNA片段，獲得的cDNA片段與百日咳桿菌中該基因堿基序列__________________(填“相同”或“不同”)。

(2)由于乙肝病毒表面抗原的基因序列比較小，且序列已知，獲得目的基因可采用__________，然后通過____________大量擴(kuò)增，此技術(shù)的前提是已知一段目的基因的核苷酸序列以便合成引物。

(3)把目的基因?qū)�受體細(xì)胞時(shí)，科學(xué)家采用了改造后的腺病毒作為載體，寫出你認(rèn)為科學(xué)家選它的理由________________________________________________。(寫出2點(diǎn))

(4)研究發(fā)現(xiàn)，如果將白喉?xiàng)U菌類毒素20位和24位的氨基酸改變?yōu)榘腚装彼幔�免疫效果更好，�?qǐng)寫出此種技術(shù)的基本流程____________________________________。

(5)實(shí)驗(yàn)證明，一定時(shí)間內(nèi)間隔注射該疫苗3次效果更好，其主要原因是體內(nèi)產(chǎn)生的_________數(shù)量增多，當(dāng)同種抗原再次侵入人體時(shí)二次免疫的特點(diǎn)是____________，免疫預(yù)防作用更強(qiáng)。

Answer 1

【答案】mRNA 不同 化學(xué)方法人工合成（人工化學(xué)合成） PCR技術(shù) 能自主復(fù)制 有多個(gè)限制酶切位點(diǎn)、有標(biāo)記基因 從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列 記憶細(xì)胞 短時(shí)間內(nèi)迅速產(chǎn)生大量的抗體和記憶細(xì)胞

【解析】

目的基因可以直接分離，也可以用人工的方法合成，目前常用方法有：①?gòu)幕�因文�?kù)中獲取；②人工合成（反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法）；③PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。人工合成法只能合成已知序列片段，而且片段越長(zhǎng)，合成難度越大；基因組文庫(kù)中獲取的目的基因是這種生物的所有基因，包含啟動(dòng)子，終止子以及內(nèi)含子等；cDNA文庫(kù)獲取的目的基因是mRNA反轉(zhuǎn)錄來(lái)的，是這種生物的部分基因，不含啟動(dòng)子，終止子以及內(nèi)含子，因此對(duì)真核細(xì)胞來(lái)說(shuō)，從基因組DNA文庫(kù)獲得的基因與從cDNA文庫(kù)獲得的不同。蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求，蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達(dá)出蛋白質(zhì)。注射疫苗目的是促使機(jī)體發(fā)生免疫反應(yīng)，產(chǎn)生抗體和記憶細(xì)胞，多次注射的目的是增多機(jī)體內(nèi)的記憶細(xì)胞的數(shù)量，導(dǎo)致應(yīng)答效果顯著增強(qiáng)。

(1)為獲取百日咳桿菌類毒素的基因，可從百日咳桿菌的細(xì)胞中提取對(duì)應(yīng)mRNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成雙鏈cDNA片段，獲得的cDNA片段與百日咳桿菌中該基因堿基序列不同。

(2)由于乙肝病毒表面抗原的基因序列比較小，且序列已知，獲得目的基因可采用化學(xué)方法人工合成（人工化學(xué)合成），然后通過PCR技術(shù)大量擴(kuò)增。

(3)改造后的腺病毒有多個(gè)限制酶切位點(diǎn)、有標(biāo)記基因，且能自主復(fù)制，因此可作為載體將目的基因?qū)�受體細(xì)胞。

(4)將白喉?xiàng)U菌類毒素20位和24位的氨基酸改變?yōu)榘腚装彼崂�用的是蛋白質(zhì)工程原理，基本流程是：從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。

(5)實(shí)驗(yàn)證明，一定時(shí)間內(nèi)間隔注射該疫苗3次效果更好，其主要原因是體內(nèi)產(chǎn)生的記憶細(xì)胞數(shù)量增多，當(dāng)同種抗原再次侵入人體時(shí)會(huì)引發(fā)二次免疫，二次免疫的特點(diǎn)是短時(shí)間內(nèi)迅速產(chǎn)生大量的抗體和記憶細(xì)胞，免疫預(yù)防作用更強(qiáng)。