Question

【題目】基因工程乙肝疫苗是乙肝表面抗原（HBsAg）亞單位疫苗，制作過程是采用現代生物技術將乙肝病毒表達表面抗原的基因進行質粒構建，將其導入CHO細胞（中國倉鼠卵巢細胞）中，通過培養這種CHO細胞來表達乙肝表面抗原亞單位，從而獲得疫苗，基本流程如圖所示。請回答下列問題。

（1）要獲取HBsAg基因，除圖中方法外，還可以根據表面抗原蛋白質的結構推測______，進而推測目的基因的脫氧核苷酸序列，再進行人工合成。

（2）圖中①過程選用的限制酶是_____________，理由是________________________。

（3）利用PCR技術擴增HBsAg基因片段的前提條件是______________________________，以便合成引物。以下是某同學設計的一組引物（只標注了部分堿基序列）：

該組引物是否合理________，理由是_____________。

（4）若一個HBsAg基因通過PCR擴增了4次，在子代基因中同時含有兩個引物的基因占_____________。

（5）HBsAg基因在CHO細胞中表達需要有特異性的______________，控制基因表達的起始時間和表達程度。HBsAg基因能否在CHO細胞中穩定遺傳的關鍵是____________________________。

Answer 1

【答案】氨基酸序列 HindⅢ和XhoⅠ HBsAg基因含有限制酶HindⅢ、SamⅠ和XhoⅠ的切割位點，但限制酶SamⅠ的切割位點位于目的基因上，若選用限制酶SmaⅠ則會破壞目的基因。 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 否（不合理） 引物Ⅱ自身折疊后會出現局部堿基互補配對，這影響了與模板的堿基互補配對 啟動子 CHO細胞的DNA上是否插入了HBsAg基因

【解析】

基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因：DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA：分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質：抗原——抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。圖示過程為利用PCR技術擴增目的基因，①過程構建基因表達載體，②過程導入受體細胞。

（1）獲取目的基因除了圖中方法外，還可以根據表面抗原蛋白質的結構推測氨基酸序列，進而推測目的基因的脫氧核苷酸序列，再進行人工合成。

（2）根據圖示目的基因和載體上的限制酶切點，含有目的基因（HBsAg基因）的外源DNA分子中含有限制酶HindⅢ、SamⅠ和XhoⅠ的切割位點，但其中限制酶SamⅠ的切割位點位于目的基因上，若選用限制酶SmaⅠ則會破壞目的基因，為了保證目的基因的完整性，因此過程①用到的限制酶是HindⅢ和XhoⅠ。

（3）利用PCR技術擴增HBsAg基因片段，其前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物。設計的引物是與相對應的模板連結合，但圖片中的引物Ⅱ自身折疊后會出現局部堿基互補配對，這影響了與模板的堿基互補配對，所以不合理。

（4）目的基因擴增4次后共得到16個DNA分子，除了含有模板DNA鏈的2個DNA分子外，其余的子代基因中同時含有兩個引物，因此在子代基因中同時含有兩個引物的基因占。

（5）啟動子是基因的一個組成部分，控制基因表達（轉錄）的起始時間和表達的程度。目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵是轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因，即HBsAg基因能否在CHO細胞中穩定遺傳的關鍵是：CHO細胞的DNA上是否插入了HBsAg基因。