Question

人外周血單核細胞能合成白細胞介素-2（IL-2）。該蛋白為淋巴因子，可增強機體免疫功能，但在體內易被降解。研究人員將IL-2基因與人血清白蛋白（HSA）基因拼接成一個融合基因，在酵母菌中表達出具有IL-2生理功能、且不易降解的IL-2-HSA融合蛋白。技術流程如圖。請回答：

（1）從健康人外周血分離得到的單核細胞，應置于       氣體環(huán)境中，并在適宜溫度和pH條件下培養(yǎng)48h。培養(yǎng)液中通常要加       等天然成分。提取細胞總RNA生成cDNA。圖中PCR過程的模板是       ，該過程使用的酶是              。

（2）表達載體1中的位點a應含有圖中       酶的識別序列，才能成功構建表達載體2。

（3）表達載體2導入酵母菌后，融合基因轉錄出的mRNA中，與IL-2蛋白對應的堿基序列中不能含有      密碼，才能成功表達出IL-2-HsA融合蛋白。

（4）將表達載體2導入酵母細胞，在培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后離心，取       （上清液／菌體）進行產(chǎn)物鑒定。鑒定方法是       。

（5）若希望白細胞介素-2（IL-2）在體內不易被降解，則需要通過       工程手段對合成白細胞介素-2的相關目的基因進行設計，該工程是一項難度很大的工程，目前成功的例 子不多，主要原因是         。

 

Answer 1

【答案】

（1）95%空氣和5%CO2 （2分）   血清、血漿

含有目的基因(IL-2基因)的cDNA （2分）   熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）

（2）限制酶BglⅡ（2分）

（3）終止（2分）

（4）上清液 （2分）    抗原—抗體雜交

（5）蛋白質  因為蛋白質的高級結構十分復雜，目前對很多蛋白質的高級結構還不了解。

【解析】

試題分析：⑴動物細胞培養(yǎng)所需要的條件是：95%空氣和5%CO₂氣體環(huán)境、適宜溫度和PH、無毒無菌的環(huán)境及合適的營養(yǎng)成分，其培養(yǎng)基中通常需加入血清、血漿等一些天然成分；PCR是在體外條件下復制特定DNA片段的技術，該過程需要引物、模板和特定的酶，因PCR產(chǎn)物是IL-2基因，故模板是含有目的基因(IL-2基因)的cDNA；體外條件下需加熱解鏈，故該過程使用的酶應是熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）。

⑵目的基因IL-2cDNA和表達載體1在構建表達載體2時需先用限制酶切割讓二者獲得相同的黏性末端，然后在DNA連接酶的作用下重新組合。根據(jù)目的基因IL-2cDNA的兩端的酶切位點分別是EcoRⅠ和BglⅡ，所以表達載體1也必須有這兩個酶切位點（表達載體1上已有EcoRⅠ，推測位點a應含有BglⅡ）。

⑶融合基因轉錄出的mRNA中與IL-2蛋白對應的堿基序列中不能含有終止密碼，才能成功表達出IL-2-HsA融合蛋白。否則HSA蛋白將無法合成。

⑷IL-2-HSA融合蛋白為分泌蛋白，從酵母菌中分泌出來經(jīng)離心后出現(xiàn)在上清液中，對從轉基因生物中提取的蛋白質，常用相應的抗體進行抗原－抗體雜交的方法進行鑒定。若出現(xiàn)雜交帶，表明目的基因已形成相應的蛋白質產(chǎn)品。

⑸由于IL-2是蛋白質，所以想要直接改變蛋白質的功能，需要通過蛋白質工程對相關基因進行設計，因為蛋白質的高級結構十分復雜，目前對很多蛋白質的高級結構還不了解，所以該工程目前成功的例子不多。

考點：本題考查基因工程的相關知識，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋并做出合理判斷的能力。