Question

【题目】基因打靶技术是指利用外源性DNA与细胞DNA的相同或相似序列，在特定位点上进行替换，从而改变细胞遗传特性的方法。该技术可应用于解决人体对移植的猪器官产生的免疫排斥反应，即利用基因打靶技术对猪细胞ɑ—1，3半乳糖苷转移酶基因进行改造，以消除ɑ—1，3半乳糖苷转移酶引起的免疫排斥。其主要过程如下：

第二、三步示意图（6—10表示不同的基因片段）

第一步：从猪囊胚中分离出胚胎干细胞。

第二步：在与靶基因（需要改造的基因）相同的外源性DNA上，插入新霉素抗性基因，构建打靶载体。

第三步：打耙载体导入胚胎干细胞，与细胞DNA中的靶基因进行替换。

第四步：改造后的胚胎干细胞筛选、增殖等。

回答下列问题：

（1）上述改造过程中的靶基因是_______________，插入新霉素抗性基因的过程中需要用到的酶有___________，插入新霉素抗性基因的目的是____（答出2两点）。

（2）基因打靶技术依据的遗传学原理是_____________。

（3）除囊胚外，胚胎干细胞还可以来自于______阶段的胚胎和________。胚胎干细胞具有的显著特点是___________________。

Answer 1

【答案】（猪细胞的）ɑ—1，3半乳糖苷转移酶基因 限制酶和DNA连接酶 破坏靶基因，使靶基因不能表达；起筛选作用 基因重组 桑葚胚 原始性腺 体积大，细胞核大，核仁明显，具有发育的全能性

【解析】

1、胚胎干细胞是早期胚胎（原肠胚期之前）或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境，ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型，即具有全能性。

2、打靶的目的是对猪细胞α-1，3半乳糖苷转移酶基因进行改造，以消除α-1，3半乳糖苷转移酶引起的免疫排斥。

3、基因打靶技术的原理是基因重组，属于DNA重组技术。

（1）分析题干和题图可知，靶基因具体是指能引起人体产生免疫反应的猪细胞的α-1，3半乳糖苷转移酶基因。插入新霉素抗性基因构建打靶载体过程中需要限制酶和DNA连接酶；从新霉素抗性基因插入位点可知，该抗性基因的作用是破坏靶基因，使靶基因不能表达；新霉素抗性基因作为标记基因也可用于筛选。

（2）基因打靶技术是指利用外源性DNA与细胞DNA的相同或相似序列，在特定位点上进行替换，从而改变细胞遗传特性的方法。属于DNA重组技术，遵循的原理是基因重组。

（3）从哺乳动物的早期胚胎的桑葚期和原始性腺分离出来的胚胎干细胞，其结构上的特点是体积大，细胞核大，核仁明显，功能上具有发育的全能性。由于具有发育上的全能性，通过体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，用来解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后的免疫排斥问题。