人类正常血红蛋白(HbA)β链第63位氨基酸是组氨酸,其密码子为CAU或CAC。当β链第63位组氨酸被酪氨酸(UAU或UAC)替代后,出现异常血红蛋白(HbM),导致一种贫血症,β链第63位组氨酸被精氨酸(CGU或CGC)所替代产生的异常血红蛋白(HbZ)将引起另一种贫血症。
(1)写出正常血红蛋白基因中,决定β链第63位组氨酸密码子的碱基对组成。
(2)在决定β链第63位组氨酸密码子的DNA的三个碱基对中,任一个碱基对发生变化都将产生异常的血红蛋白吗?为什么?
(3)若将正常的基因片段导入贫血症患者的骨髓造血干细胞中,则可以达到治疗疾病的目的。请问,此操作属于蛋白质工程吗?为什么?
(1)
(2)不一定。原因是当
中的第三对碱基发生
的变化后,产生的密码子分别为CAC或CAU,仍为组氨酸的密码子,因而不会影响产生正常的血红蛋白。
(3)不属于蛋白质工程,因为此操作是将健康的正常的目的基因导入有缺陷的受体细胞,合成的蛋白质仍为天然存在的蛋白质,所以,不属于蛋白质工程,而是属于基因工程。
(1)基因中的碱基对的排列顺序决定信使RNA中碱基的排列顺序,信使RNA进入细胞质后与核糖体结合起来,指导蛋白质的合成。血红蛋白异常,归根到底是由于基因中碱基对的排列顺序改变引起的,由于蛋白质中的氨基酸主要有20种,而决定氨基酸的密码子有61种,所以一种密码子决定一种氨基酸,而一种氨基酸可以由几种密码子决定。
(2)决定组氨酸密码子的DNA的三个碱基对中任意一个碱基发生变化,不一定都产生异常的血红蛋白,这是因为一种密码子决定一种氨基酸,而一种氨基酸可以由几种不同的密码子来决定。
(3)基因工程是将外源基因转移到受体细胞后,可以产生它本来不能产生的蛋白质,从而表现出新的性状,实质上,基因工程产生的只能是自然界已经存在的蛋白质,而蛋白质工程则是通过对基因进行加工修饰或进行基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质,而题目中只将正常的外源基因导入病人细胞中,合成的都是天然存在的正常蛋白质,所以不属于蛋白质工程,而应属于基因工程。