生物界遗传信息的流动方向和蛋白质的合成,均以“中心法则”为基础。原核生物. 真核生物在执行“中心法则”时,有一定的差异:
1·原核基因 真核基因:
基因是决定生物性状的基本单位,是具有遗传效应的dna片断。原核基因 真核基因的异同点比较如下:
原核细胞基因结构 真核细胞基因结构
1 编码区是连续的,不存在 1 编码区是间隔的,不连续的,
不 内含子和外显子 有内含子和外显子
同
点 2 编码区都能编码蛋白质 2 只有外显子部分能够编码蛋白质
3 结构简单
3 结构复杂
相 1 都有编码区和非编码区
同 2非编码区都有调控遗传信息表达的脱氧核苷酸序列
点 3编码区都与编码蛋白质有关
2·尽管原核生物和真核生物共用一套密码子,但由于原核基因和真核基因结构上的差异,使它们在执行中心法则时存在一定的差异。
2·1 真核基因的编码区由外显子和内含子组成,所以细胞内含有将转录出的信使 rna片段剪切的机制,通过剪切最后只剩下外显子所转录形成的信使rna ,原核基因的编码区连续,不含外显子和内含子,所以细胞内没有将内含子转录出的信使rna片断剪切的机制。
2·2 基因工程中,目的基因的提取有直接分离法和人工合成法。直接分离法主要适合提取原核目的基因,人工合成法主要适合提取真核目的基因。因为真核基因含有内含子,不能直接用于基因的扩增和表达。若将含有内含子的目的基因直接导入细菌等原核生物受体细胞,因原核生物没有将内含子转录出的信使rna片断剪切的机制,导致合成的蛋白质可能没有生物活性。所以生物工程中,原核目的基因最好导入原核受体细胞,真核目的基因最好导入真核受体细胞。
2·3 生物固氮
固氮基因是原核基因,由于原核细胞和真核细胞执行中心法则的差异,所以将固氮基因导入大肠杆菌等原核生物较容易成功,而导入小麦·水稻等真核生物有较大困难,不易成功。
例1:用基因工程技术使转基因大肠杆菌产生具有活性的人胰岛素,在获取目的基因时,不能直接取自人染色体,否则,产物将是没有活性的肽链,因为
a 染色体上的基因片段难以准确切下
b 尚不能获得相应核酸内切酶截取目的的基因
c 胰岛素基因过大,难以与运载体分子重组
d 大肠杆菌没有对该基因产物进行再加工的机制
解析:选d。直接从染色体上截取目的的基因中含有不表达的内含子,在真核生物中,内含子转录部分被剪切,不编码氨基酸。将含有内含子的目的基因导入大肠杆菌中,因其无剪切机制,合成的多肽链无活性。
例2:人体蛋白质在细胞中合成后必须经过内质网和高尔基体的进一步加工方能分泌到细胞外。欲通过转基因技术使编码该蛋白的基因得以表达最终获得成熟蛋白,下列适于充当受体细胞的是
a.大肠杆菌 b.酵母菌 c.噬菌体 d.质粒
解析:选b。这种基因是真核基因,适于充当受体细胞的应该是真核细胞,所以选b。大肠杆菌是原核生物,不适合充当受体细胞。噬菌体·质粒不能独立生长·繁殖,所以,不适合充当受体细胞。
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