Question

【题目】核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的外源基因（DNA或RNA片段）导入动物体细胞内，通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防或治疗相应疾病的一类新型疫苗。研究表明核酸疫苗不仅具有良好的免疫原性与安全性，且由于核酸更易于修饰与改造，较以往蛋白疫苗具有更大的灵活性和更广阔的应用前景。请回答：

（1）研发DNA疫苗时，构建含有病原体抗原基因表达载体的过程中需要用到的工具酶有_____________。

（2）图中所用的载体是_______________，构建基因表达载体的目的是________________，基因表达载体中，驱动病原体抗原基因转录的结构为________________。将该DNA疫苗导入受体细胞的方法是肌肉注射法或__________________。

（3）mRNA疫苗可以由计算机设计、制造并通过高速机器大批量生产。目前用于制造疫苗的RNA有两种，非复制型mRNA和自我扩增型mRNA，从图中可以看出自我扩增型mRNA的优点是可在细胞内_____________。mRNA常被包裹在脂质体颗粒中注射到相关人员的手臂肌肉，脂质体颗粒的作用是____________________。

（4）病毒核酸检测试剂盒通常以病毒独特的基因序列为检测靶标。PCR扩增时每一个循环分为_______________三步，使靶标DNA序列呈指数增加。每一个扩增出来的DNA序列都与预先加入的一段荧光标记_________________结合，产生荧光信号，扩增出来的靶标DNA序列越多，累积的荧光信号就越强。在没有病毒的样本中，因为没有靶标DNA序列扩增，所以就检测不到荧光信号增强。

Answer 1

【答案】限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶 质粒 使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用 启动子 基因枪法（微弹轰击法） 大量复制，提高蛋白质合成效率 保护mRNA，防止被酶降解 变性、复性、延伸 探针

【解析】

1、基因工程的工具：

（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。

（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

（3）运载体：常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。

2、基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）构建基因表达载体的过程中需要用到的工具酶有限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶。

（2）图中所用的质粒可以充当运载体的作用，构建基因表达载体可以使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体中的启动子可以驱动目的基因的转录。将该DNA疫苗导入受体细胞的方法是肌肉注射法或基因枪法（微弹轰击法）。

（3）从图中可以看出自我扩增型mRNA可在细胞内大量复制，提高蛋白质合成效率。mRNA常被包裹在脂质体颗粒中注射到相关人员的手臂肌肉，其中的脂质体颗粒可以保护mRNA，防止被酶降解。

（4）PCR扩增时每一个循环分为变性、复性、延伸三步，使靶标DNA序列呈指数增加。每一个扩增出来的DNA序列都与预先加入的一段荧光标记探针结合，产生荧光信号，扩增出来的靶标DNA序列越多，累积的荧光信号就越强。