Question

【题目】基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。“基因敲除细胞”的构建过程如下:

第一步,从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞(ES),在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”;

第二步,构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因(同源臂),在同源臂上接入neoR(新霉素抵抗基因)等。由于同源臂与靶基因的DNA正好配对,所以能像“准星”一样,将表达载体准确地带到靶基因的位置;

第三步,将表达载体导入胚胎干细胞,并与其内靶基因同源重组,完成胚胎干细胞的基因改造;

第四步,基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。基本原理如图所示。

请根据上述资料,回答下列问题。

(1)实施基因工程的核心步骤是__________,基因表达载体中的_____是位于基因首端的有特殊结构的DNA片段;在构建的过程中所需要的工具酶是________。

(2)如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常是______,原因是_____________。

(3)上述资料中neoR基因的作用最可能是________________。为了鉴定目的基因是否成功表达,有时进行抗原—抗体杂交,目的蛋白相当于____。

(4)该项技术具有广阔的应用前景,请试举一例:__________________。

Answer 1

【答案】 构建基因表达载体 启动子 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 受精卵 动物受精卵具有全能性(动物不能像植物那样，利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体) 作为标记基因，便于筛选 抗原 基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等

【解析】试题分析：基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定，其中基因表达载体的构建是基因工程的核心。

（1）基因工程的核心步骤是构建基因表达载体；启动子是位于基因表达载体中位于基因首端的有特殊结构的DNA片段；基因工程常用的工具酶包括限制性核酸内切酶和DNA连接酶。（2）动物不能像植物那样，利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体，所以基因工程中，一般用显微注射法将目的基因导入受精卵细胞中。

（3）neoR(新霉素抵抗基因）是一种抗性基因，其作用是作为基因表达载体上的标记基因，检测目的基因是否导入受体细胞。为了鉴定目的基因是否成功表达,可以利用抗原-抗体杂交法,其表达产生的目的蛋白相当于抗原。

（4）基因工程有广阔的应用前景，如基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等。