Question

【题目】研究发现，H5亚型禽流感病毒能突破种间屏障感染人类。科研人员针对人流感病毒H3以及禽流感病毒H5进行了相关研究。回答下列问题：

（1） 科研人员获得两种病毒的RNA，通过逆转录得到两种病毒的DNA。PCR扩增合成两种病毒的DNA片段时，所需的关键酶是___________。

（2）研究人员利用p质粒构建p﹣H5/H3共表达的重组质粒（如图），设计思路是：先将H5基因整合到p质粒（仅含有NheⅠ和XhoⅠ酶切位点）上，再将H3基因插入，获得重组质粒。为达到实验目的，需要在目的基因两端引入酶切位点，在H5基因两端需要引入___________酶切位点。

（3）重组质粒p﹣H5/H3中的启动子是___________识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。除图中所示的组成外，重组质粒p﹣H5/H3中还应有___________等。

（4）研究人员将重组质粒p﹣H5/H3直接导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达出___________，不断进行体液免疫和细胞免疫，达到预防的目的。上述研究表明，通过将___________，可以实现一种基因疫苗预防多种疾病的目的。

Answer 1

【答案】热稳定DNA聚合酶（Taq酶） NheⅠ、ClaⅠ、XhoⅠ RNA聚合酶 终止子、标记基因 抗原蛋白 多个抗原基因插入同一个质粒中

【解析】

一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质。终止子相当于一盏红色信号灯， 使转录在所需要的地方停止下来。终止子位于基因的尾端，也是一段 有特殊结构的DNA短片段。标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。

（1）将经过逆转录得到两种病毒的DNA，通过PCR扩增合成两种病毒的DNA片段时，所需的关键酶是热稳定DNA聚合酶（Taq酶），因为PCR技术需要高温过程。

（2）题意显示需要构建如图所示的p﹣H5/H3共表达的重组质粒，根据设计思路可知，需要先将H5基因整合到p质粒上，根据p质粒含有的NheⅠ和XhoⅠ酶切位点，可推知，若要让H5基因整合到p质粒上，需要在H5基因的两段引入NheⅠ和XhoⅠ两个酶切位点，又因还需要再将H3基因插入图中相应的位置，因此在对H5基因引入酶切位点时，还需要将ClaⅠ酶切位点引入，以便让H3基因插入图中相应的位置，获得重组质粒。因此，为达到实验目的，需要在H5基因两端需要引入NheⅠ、ClaⅠ、XhoⅠ酶切位点。

（3）启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。除图中所示的组成外，重组质粒p﹣H5/H3中还应有终止子、标记基因等必需的片段。

（4）研究人员将重组质粒p﹣H5/H3直接导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达出相应的抗原蛋白，从而激起机体的体液免疫和细胞免疫达到预防的目的。本研究表明，通过将多个抗原基因插入同一个质粒中，成功导入后并实现表达，可以达到一种基因疫苗预防多种疾病的目的。