【正文】 行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？ ? 答：毫無疑問應(yīng)該從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下： ? （ 1）任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。 ? （ 2）對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。 ? 干擾素在體外保存困難 ? 玉米中賴氨酸含量比較低 將分子中的一個半胱氨酸轉(zhuǎn)變成絲氨酸 第 104位的 天冬酰胺 變成 異亮氨酸 第 352位的 蘇氨酸 變成 異亮氨酸 解除賴氨酸對酶活性的限制 賴氨酸 天冬氨酸激酶 二氫吡啶二羧酸合成酶 天然蛋白質(zhì)的合成過程時怎樣的？ 遵循中心法則，并需經(jīng)過高級空間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測氨基酸序列 相應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因） 投入生產(chǎn) 依賴于什么工程 根據(jù)什么預(yù)期 包括哪些方面的結(jié)構(gòu) 依據(jù)是什么 ? 討論：某多肽鏈的一段氨基酸序列是： ? … — 丙氨酸 — 色氨酸 — 賴氨酸 — 甲硫氨酸 —苯 丙氨酸 — … （ 1） 怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請把相應(yīng)的堿基序列寫出來。有多少種？ ? （ 2） 確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（ DNA）？ （ 1） 怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請把相應(yīng)的堿基序列寫出來。有多少種？ ? （ 2） 確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（ DNA）？ mRNA序列為： GCU（或 C或 A或 G） UGGAAA（或 G） AUGUUU（或 C） 脫氧核苷酸序列： CGA（或 G或 T或 C） ACCTTT（或 C） TACAAA（或 G）。 16種 確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改 造它，通過人工合成的方法或從基因庫中獲取。 ? 基因工程 是遵循中心法則， ? 從 DNA→mRNA→ 蛋白質(zhì) → 折疊產(chǎn)生功能， ? 生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。 ? 蛋白質(zhì)工程是 ：確定蛋白質(zhì)的功能 → 蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu) → 蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài) → 應(yīng)有的氨基酸序列 → 應(yīng)有的堿基排列， ? 創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。 ? 蛋白質(zhì)工程的誕生是有其理論與技術(shù)條件的，它是隨著 分子生物學(xué)、晶體學(xué) 以及 計算機技術(shù)的發(fā)展而誕生的，與 基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué) 的發(fā)展等因素有關(guān) ? 現(xiàn)狀：成功的例子不多， 主要是因為蛋白質(zhì)發(fā)揮其功能需要依賴于正確的空間結(jié)構(gòu)，而科學(xué)家目前對大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少。 蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 項目 蛋白質(zhì)工程 基因工程 區(qū)別 過程 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 → 設(shè)計預(yù)期的 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) → 推測應(yīng)有的氨基 酸序列 → 推測相對應(yīng)的脫氧核 苷酸序列 → 合成 DNA→ 表達(dá)出 蛋白質(zhì) 獲取目的基因 → 構(gòu)建 基因表達(dá)載體 → 將目 的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 → 目的基因的檢測與 鑒定 實質(zhì) 定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì) 定向改造生物的遺傳特性 ,以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品 結(jié)果 生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì) 一般是生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì) 聯(lián)系 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上 ,延伸出來的第二代基因工程。因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì) ,必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn) 蛋白質(zhì)組計劃和人類基因組計劃的比較 蛋白質(zhì)組計劃 基因組計劃 啟動時間 2022年成立組織 1990年正式啟動 主要內(nèi)容 “ 肝臟蛋白質(zhì) ” 和 “ 血 漿蛋白質(zhì) ” 的研究 測 定 人 類 基 因 組 24條 染色體上全部 DNA序列 參加國家 16個國家 ,80多個實驗 室 6個國家 ,中國是唯一 的發(fā)展中國家 我國承 擔(dān)任務(wù) 牽頭執(zhí)行 “ 人類肝臟蛋 白質(zhì)組計劃 ” 承擔(dān) 1%的測序工作 意義 揭示并確認(rèn)肝臟 (血漿 ) 蛋白質(zhì)為重大疾病預(yù)防 、診斷 、 治 療 以 及 新 藥研發(fā)提供科學(xué)基礎(chǔ) 。 推動支持蛋白質(zhì)工程 遺傳病的診斷和治療 。 揭 示 基 因 表 達(dá) 的 機 理 ? 酶工程就是指將酶所具有的生物催化作用，借助工程學(xué)的手段，應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、醫(yī)療診斷和環(huán)境保護等方面的一門科學(xué)技術(shù)。由 酶制劑的生產(chǎn) 和 應(yīng)用 兩方面組成的。 酶工程 通常是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，重點在于對已存酶的合理充分利用。 蛋白質(zhì)工程 的重點則在于對已存在的蛋白質(zhì)分子的改造。 隨著蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，其成果也會應(yīng)用到酶工程中，使酶工程成為蛋白質(zhì)工程的一部分。 對位訓(xùn)練 ，將蘇云金芽孢桿 菌的抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出 了抗蟲棉。下列敘述不正確的是 ( ) 不可缺少 DNA分子中增加一個堿基對，不一定導(dǎo)致 毒蛋白的毒性喪失 物，從而造成基因污染 對抗生素抗性來確定的 D 對位訓(xùn)練 ，不正確的是 （ ） ，提高酶的熱穩(wěn) 定性 的胰島素 ，合 成速效型胰島素制劑 C 解題思路探究 思維誤區(qū)警示 易錯分析 (膀胱 )反應(yīng)器與微生物生產(chǎn)基因產(chǎn)品混肴不清 乳腺生物反應(yīng)器與微生物生產(chǎn)的比較 乳腺生物反應(yīng)器 微生物生產(chǎn)(原核生物 ) 基因結(jié)構(gòu) 動物基因結(jié)構(gòu)與人類基因結(jié)構(gòu)相同 與人類基因結(jié) 構(gòu)不同 類型 項目 提醒 乳腺生物反應(yīng)器受生物性別和年齡的限 制 ,若從動物尿液中提取目的基因產(chǎn)物則不受性別和 年齡限制。 基因 表達(dá) 與天然蛋白質(zhì)活 性沒有區(qū)別 由于缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高 爾基體等細(xì)胞器 ,產(chǎn)物 可能不具有生物活性 產(chǎn)物 提取 從乳汁中較易分 離提取 從細(xì)胞中提取 ,較為 復(fù)雜 生產(chǎn) 設(shè)備 畜牧業(yè)生產(chǎn) 。提取 設(shè)備 工業(yè)生產(chǎn) 。設(shè)備精良 “ 基因診斷 ” 和 “ 基因治療 ” 概念及應(yīng)用辯析不清 (1)基因診斷 基因診斷是用放射性同位素 (如 32P)、熒光分子等標(biāo)記的 DNA分子做探針 ,利用 DNA分子雜交原理 ,鑒 定被檢測標(biāo)本上的遺傳信息 ,達(dá)到檢測疾病的目的 。 (2)基因治療的原理及實例 ①原理：把健康動物的正常基因?qū)牒腥毕莼虻氖荏w細(xì)胞中 ,存在基因缺陷的病人細(xì)胞中既含 有缺陷基因 ,又含有通過基因工程導(dǎo)入的正?；?, 在病人體內(nèi)兩種基因都能表達(dá) ,正?；虻谋磉_(dá)產(chǎn) 物掩蓋了缺陷基因的表達(dá)產(chǎn)物 ,從而治愈了有基因 缺陷的疾病。 ②鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因治療過程 步驟 過程 獲取正常的血 紅蛋白基因 用限制酶從人的 DNA分子中切取血紅 蛋白基因 形成重組載體 用同一種限制酶切取目的基因和切割載體 DNA,再用 DNA連接酶將正常血紅蛋白基因連接在載體 DNA上 ,形成 重組載體 重組載體的導(dǎo)入與篩選 將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導(dǎo)入