SARS冠状病毒(SARS-CoV)的N蛋白是一种重要的结构蛋白,位于病毒颗粒的核心部分,并与病毒RNA结合。在病毒的包装等过程中起重要作用。因此制备抗SARS-CoVN蛋白的单克隆抗体(mAb),对于诊断和治疗疾病具有重要意义。用SARS-CoV制备单克隆抗体的流程如下图:
(1)为了获得大量的SARS冠状病毒N蛋白目的基因,可以采用PCR技术在体外扩增,该技术还需要dNTP、_______酶以及引物等,扩增三轮需要的引物数量为___________个。
(2)若双链DNA几乎具有等量的净电荷,且在高于等电点的pH溶液中带负电荷。利用琼脂糖凝胶电泳进行分离和纯化DNA分子主要依据_______不同,采用外加电场使其分开。在电泳槽中还需要加入______作为参照物进行鉴定。
(3)小鼠被抗原蛋白免疫后,可以从___________中获取细胞Ⅰ。细胞Ⅰ中可能包含多种能产生抗体的细胞,原因是______________________。
(4)为了分离出只能产生mAb的细胞Ⅱ,需要用___________技术对杂交瘤细胞进行筛选。目前可将图中的___________作为疫苗,预防SARS冠状病毒引发的疾病。
Taq(耐高温DNA聚合) 14 分子量(大小) 标准DNA 脾脏 小鼠曾经接触过其他抗原 抗体检测(抗原—抗体杂交) SARS冠状病毒的N蛋白
【解析】由图可知,提取相关mRNA,通过逆转录过程可形成SARS冠状病毒(SARS-CoV)的N蛋白的目的基因,将该目的基因构建基因表达载体后导入人胚肺成纤维细胞,在该细胞中生产SARS冠状病毒(SARS-CoV)的N蛋白。将此蛋白注射到小鼠体内,可引起小鼠发生特异性免疫,产生能够分泌与SARS冠状病毒(SARS-CoV)的N蛋白结合的抗体的浆细胞,将此浆细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,经过培养和筛选可获得能产生单一抗体的杂交瘤细胞,在体外培养该细胞,即可得到单克隆抗体(mAb)。
【详解】(1)PCR过程需要耐高温的DNA聚合酶,即Taq酶,第一次循环要1对引物,第二次要2对,第三次需要4对,扩增三轮总共需要7对也就是14个引物。
(2)由于双链DNA几乎具有等量的净电荷,且在高于等电点的pH溶液中带负电荷。所以利用琼脂糖凝胶电泳分离纯化DNA主要是依据不同DNA的分子量不同,在电泳槽中还需要加入标准DNA作为参照物。
(3)小鼠被抗原蛋白免疫后,从产生免疫反应的小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞也就是细胞I。因为小鼠曾经接触过其他抗原,所以细胞I可能包含多种能产生抗体的细胞。
(4)为了分离出只能产生mAb的细胞II,可用抗原抗体杂交技术对杂交瘤细胞进行筛选,目前可以将图中的SARS冠状病毒的N蛋白作为疫苗,预防SARS冠状病毒引发的疾病。
【点睛】
本题是利用基因工程和细胞工程生产单克隆抗体的过程,意在考查考生对所学知识的理解和应用能力。
过程 | 说明 | 图解 |
变性 | 当温度上升到90℃以上时,双链DNA解聚为单链 | ![]() |
复性 | 温度下降到50℃左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合 | ![]() |
延伸 | 72℃左右时,TaqDNA聚合酶有最大活性,可使DNA新链由5'端向3'端延伸 | ![]() |
细胞内DNA复制 | 体外DNA扩增(PCR) | ||
不同点 | 解旋 | 在解旋酶作用下边解旋边复制 | 80~100℃高温解旋,双链完全分开 |
酶 | DNA解旋酶、DNA聚合酶 | TaqDNA聚合酶 | |
引物 | RNA | DNA、RNA | |
温度 | 体内温和条件 | 高温 | |
相同点 | ①需提供DNA模板 ②四种脱氧核苷酸为原料 ③子链延伸的方向都是从5'端到3'端 |
项目 | 说明 | |
原理 | DNA在260nm的紫外线波段有一强烈吸收峰,峰值大小与DNA的含量是正相关 | |
过程 | 稀释 | 2μLPCR反应液,加入98μL蒸馏水,即将样品进行50倍稀释 |
对照调零 | 以蒸馏水作为空白对照,在波长260nm处,将紫外分光光度计的赌注调节至零 | |
测量 | 取DNA稀释液100μL至比色杯中,测定260nm处的光吸收值 | |
计算 | DNA含量(μg/mL)=50×(260nm的读数)×稀释倍数 |
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科研人员通过观察老年(65岁~79岁)14例、高龄(80岁~89岁)16例及长寿老人(≧90岁)12例,肝、脾组织基因组DNA含量的变化及差异,探讨衰老进程中DNA含量变化的规律,并为今后的衰老相关研究提供实验数据。实验的主要操作步骤如下:
一、称取组织100mg放入-80℃冰箱;
二、将组织放入1.5ml离心管中,同时加入样品裂解液,并用微量电动匀浆器充分匀浆;
三、加入蛋白酶,56℃消化48h,90℃高温蛋白质变性1h;
四、加入______酶和缓冲液,37℃水浴锅中放置1h,以去除样品中的RNA;
五、加入等体积的冷乙醇,离心取‚______;
六、缓冲液溶解DNA,进行DNA的含量和纯度检测。
实验结果如下表:
组 别 | 肝组织 | 脾组织 | ||
DNA 含量(mg/mL) | OD260/OD280 | DNA 含量(mg/mL) | OD260/OD280 | |
65~79岁 | 1.464 | 1.858 | 1.723 | 2.059 |
80~89岁 | 0.310 | 1.399 | 0.938 | 2.028 |
≧90岁 | 1.147 | 1.795 | 1.688 | 1.973 |
(注:表中OD260反映溶液中核酸的浓度,OD280反映溶液中蛋白质或氨基酸的浓度。理论上,纯DNA溶液的OD260/OD280为1.8。若比值大于1.8表示存在RNA残留,若小于1.8表示存在蛋白质污染)
请据表回答:
(1)推测第二步中样品裂解液的作用是______。
(2)补全实验步骤(______________);(______________)。
(3)与肝组织相比,从脾组织中提取的DNA中含有的______杂质更多,因此在提取脾组织中DNA时,上述实验流程可以怎样改进:______。
(4)无论肝组织还是脾组织中,高龄组DNA含量总比老年组少,说明在一定年龄范围内, DNA含量随着年龄的增长逐渐减少,说明DNA含量减少可能是______的分子基础。但长寿老人比高龄组的DNA含量显著增高,科学家推测可能长寿老人体内存在长寿基因,保持了对DNA______,减少了DNA的损伤,从而延缓了细胞的衰老。
(5)本研究可能存在一些不足,请指出其中的一项是______。