蛋白質(zhì)工程的崛起

番茄果實(shí)成熟過程中，某種酶（PG）開始合成并顯著增加，促使果實(shí)變紅變軟。但不利于長(zhǎng)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期保鮮?？茖W(xué)家利用反義RNA技術(shù)（見圖解），可有效解決此問題。該技術(shù)的核心是，從番茄體細(xì)胞中獲得指導(dǎo)PG合成的信使RNA，繼而以該信使RNA為模板人工合成反義基因并將之導(dǎo)入離體番茄體細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得完整植株。新植株在果實(shí)發(fā)育過程中，反義基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的反義RNA與細(xì)胞原有mRNA（靶mRNA）互補(bǔ)形成雙鏈RNA，阻止靶mRNA進(jìn)一步翻譯形成PG，從而達(dá)到抑制果實(shí)成熟的目的。請(qǐng)結(jié)合圖解回答：（1）反義基因像一般基因一樣是一段雙鏈的DNA分子，合成該分子的第一條鏈時(shí)，使用的模板是細(xì)胞質(zhì)中的反義RNA，原料是四種______________，所用的酶是______________。脫氧核苷酸逆轉(zhuǎn)錄酶（2）開始合成的反義基因第一條鏈?zhǔn)桥c模板RNA連在一起的雜交雙鏈，通過加熱去除RNA，然后再以反義基因第一條鏈為模板合成第二條鏈，這樣一個(gè)完整的反義基因被合成。若要以完整雙鏈反義基因克隆成百上千的反義基因，所用復(fù)制方式及技術(shù)為_____________________________。（3）如果指導(dǎo)番茄合成PG的信使RNA的堿基序列是–A–U–C–C–A–G–G–U–C–，那么，PG反義基因的這段堿基對(duì)序列是_____________________。半保留復(fù)制，PCR技術(shù)–

A

–

T

–

C

–

C

–

A

–

G

–

G

–

T

–

C

––

T

–

A

–

G

–

G

–

T

–

C

–

C

–

A

–

G

–

（4）將人工合成的反義基因?qū)敕讶~肉細(xì)胞原生質(zhì)體的運(yùn)輸工具是__________________，該目的基因與運(yùn)輸工具相結(jié)合需要使用的酶有__________________________，在受體細(xì)胞中該基因指導(dǎo)合成的最終產(chǎn)物是__________________。

（反義）RNA質(zhì)粒（或運(yùn)載體、病毒）

限制酶和DNA連接酶1.4蛋白質(zhì)工程的崛起1.基因工程的實(shí)質(zhì)：一種生物的轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本身不能產(chǎn)生的，進(jìn)而表現(xiàn)出。2.基因工程的不足：在原則上只能生產(chǎn)這些天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合卻不一定完全符合

。一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由基因蛋白質(zhì)新的性狀自然界已存在的蛋白質(zhì)，特定物種生存的需要，人類生產(chǎn)和生活的需要滿足人類生產(chǎn)和生活的需要3.例如：改造干擾素（半胱氨酸）體外很難保存干擾素（絲氨酸）體外可以保存半年玉米中賴氨酸含量比較低天冬氨酸激酶（352位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）改造改造天冬氨酸激酶（異亮氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（異亮氨酸）玉米中賴氨酸含量可提高數(shù)倍天然蛋白質(zhì)的合成過程二、蛋白質(zhì)工程的基本原理3.過程基因DNA氨基酸序列多肽鏈蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)期功能生物功能mRNA轉(zhuǎn)錄翻譯折疊DNA合成分子設(shè)計(jì)2.原理：基因改造1.目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。

是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（第二代基因工程）4.概念：三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展與前景前景誘人

1.通過對(duì)胰島素的改造，已使其成為速效型藥品（成功）

2.制成電子元件，具有體積小、耗電少和效率高的特點(diǎn)（前景）難度很大

成功的例子不多，主要是因?yàn)榈鞍踪|(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(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)胰島素的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)血紅蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)