【知识点】
1. 基因工程:基因工程是一种人工操纵生物遗传物质的技术,通过将外源基因插入宿主细胞的基因组中,使宿主细胞表达出目标基因的产物。在本题中,涉及到了基因的“针线”,即DNA连接酶,它是基因工程中用来连接DNA片段的关键酶。
2. DNA连接酶:DNA连接酶是基因工程中的一种重要工具酶,它能够将限制性核酸内切酶切割产生的黏性末端或平末端的DNA片段连接起来,形成磷酸二酯键,从而实现DNA片段的重组。
3. PCR技术:聚合酶链式反应(PCR)是一种体外快速复制DNA的技术,它模拟了细胞内的DNA复制过程。PCR过程包括变性、复性和延伸三个步骤。变性过程中双链DNA被加热解旋,复性时两条单链DNA重新配对,延伸则是在耐高温DNA聚合酶的作用下,利用dNTPs(脱氧核糖核苷三磷酸)合成新的DNA链。
4. 运载体:运载体是基因工程中用于携带目的基因进入宿主细胞的分子,如质粒、噬菌体或病毒等。理想的运载体应具备多个限制酶切点,便于插入目的基因,有标记基因以辅助检测和筛选,能在宿主细胞中稳定存在并大量复制。
5. 蛋白质工程:蛋白质工程是通过改变基因来改变蛋白质的氨基酸序列,以期获得具有期望功能的新型蛋白质。它涉及到对蛋白质结构和功能的预测,以及对氨基酸序列的设计。
6. 受体细胞:在基因工程中,常见的受体细胞如细菌(如大肠杆菌)和酵母菌,因其结构简单、遗传物质少、繁殖速度快,便于实验操作和基因表达。
7. 基因治疗:基因治疗是针对遗传病的一种策略,通过替换、修复或抑制有缺陷的基因来治疗疾病。它可以分为体内和体外基因治疗,但并非所有遗传病都能通过基因治疗治愈,且操作复杂,效果和安全性需要严格评估。
8. 限制性核酸内切酶:这种酶能够识别特定的核苷酸序列,并在特定位置切割DNA,产生黏性末端或平末端。
9. 基因工程应用:基因工程在农业中的应用主要体现在培育抗逆、高产、优质作物上,而在医疗领域,如基因治疗,虽然取得了一些进展,但仍处于研究阶段,尚未广泛应用。
10. 蛋白质工程与基因工程的区别:提高赖氨酸含量的技术,如果直接改变基因序列,属于基因工程;而调整酶的活性通常涉及蛋白质的结构改造,属于蛋白质工程。
11. DNA片段的限制酶切割:通过比较DNA片段大小,可以看出只有②和④的切割结果具有部分重叠,这可能是由同一种限制酶切割形成的。
12. 限制性核酸内切酶:酶a和b切割DNA产生的片段长度可以推断它们的识别序列,酶a能识别的序列不止一个,酶b切割后得到的片段可以形成多种组合,但不同酶切割的末端可能无法匹配,不能连接。
13. 人胰岛素基因表达载体:胰岛素基因通常通过反转录从mRNA获得,但这个过程并不一定发生在胰岛A细胞中;标记基因用于筛选含有载体的细胞,但不保证细胞一定含有目的基因;起始密码子启动翻译,而终止密码子结束翻译,而不是转录。
14. 1986年的人类基因组计划启动:这个事件标志着基因组学领域的重大突破,开启了大规模的基因组测序时代,对后续的基因工程、基因组研究、疾病诊断和治疗产生了深远影响。