Question

将乙型肝炎病毒表面抗原的基因插入酵母菌基因组中，使之在酵母菌细胞中充分表达，获得的产物经纯化后可制成乙型肝炎疫苗。回答下列问题：

（1）获取乙型肝炎病毒表面抗原基因的方法有多种，如可根据表面抗原蛋白质的结构推测__________，进而推测目的基因的脱氧核苷酸序列，再进行人工合成。目的基因合成后可在Taq酶的作用下通过PCR技术大量扩增，该技术的原理是_________；扩增前要根据一段已知目的基因的核苷酸序列合成______________。

（2）目的基因在导入酵母菌细胞之前需要构建基因表达载体，该过程的工具酶有________。基因表达载体中RNA聚合酶识别和结合的部位被称为_________________________。

（3）目的基因在受体细胞中是否翻译出蛋白质，可用___________技术来检测。若目的基因导入酵母菌细胞后未能稳定维持和表达其遗传特性，其原因可能是______________________（答出两点即可）。

（4）实验证明，一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好，其主要原因是___________。

Answer

氨基酸序列 DNA复制 引物 限制性核酸内切酶、DNA连接酶 启动子 抗原一抗体杂交 目的基因未插入到酵母菌的染色体DNA中、目的基因未转录出mRNA（或未转录成功）目的基因未翻译出相应的蛋白质（或未翻译成功） 体内产生的记忆细胞数量增多，免疫预防作用强

【解析】

1、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程诞生的理论基础是在生物化学、分子生物学和微生物学科的基础上发展起来，技术支持有基因转移载体的发现、工具酶的发现，DNA合成和测序仪技术的发明等。

2、限制酶的特性是识别特定核苷酸序列，切割特定切点。限制酶产生的末端有两种：粘性末端和平末端。常见的载体种类有质粒、动植物病毒、噬菌体

3、基因工程四步骤：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、目的基因的检测和表达。一个完整的基因表达载体包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因。将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的常用方法分别是脓杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理法。

3、目的基因的检测：转基因生物的DNA是否插入了目的基因（DNA分子杂交技术）；目的基因是否转录出了mRNA（分子杂交技术）；目的基因是否翻译成蛋白质（抗原-抗体杂交）；个体生物学水平鉴定。目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因的检测和表达一般需要碱基互补配对。将目的基因导入受体细胞不需要碱基互补配对。

（1）根据蛋白质的结构可以推测其氨基酸排列顺序，进而推测出mRNA的核糖核苷酸序列，最终推测出目的基因的脱氧核苷酸序列，在此基础上进行人工合成目的基因。PCR技术大量扩增目的基因的原理是DNA双链复制；PCR扩增前要根据一段已知目的基因的核苷酸序列合成引物。

（2）构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，该过程需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶；基因表达载体的组成成分包括启动子、终止子、标记基因、目的基因、复制原点等，其中启动子上有RNA聚合酶识别和结合的位点，以启动转录过程。

（3）基因表达产生的蛋白质可以用抗原一抗体杂交技术进行检测。若将目的基因导入酵母菌细胞后，没有能够稳定维持和表达其遗传特性，可能的原因是：目的基因未插入到酵母菌的染色体DNA中、目的基因未转录出mRNA(或转录未成功")、目的基因未翻译出相应的蛋白质(或"翻译未成功”)等。

（4）实验证明，一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好，原因是体内产生的记忆细胞数量增多，免疫预防作用强。