現(xiàn)代基因編輯CRISPR/Cas9技術(shù)可以對(duì)生物的DNA序列進(jìn)行定點(diǎn)切割。將編碼Cas9酶和sgRNA的基因作為外源基因構(gòu)建基因表達(dá)載體后,導(dǎo)入受體細(xì)胞,可將細(xì)胞內(nèi)某個(gè)基因定向敲除,其作用機(jī)理如圖所示。請(qǐng)回答問題。
(1)sgRNA與Cas9酶是一個(gè)功能復(fù)合體。如圖所示,sgRNA有引導(dǎo)作用,與A基因中部分序列堿基互補(bǔ)配對(duì),Cas9酶在配對(duì)區(qū)域定點(diǎn)切割,導(dǎo)致A基因發(fā)生堿基對(duì) 缺失缺失,基因喪失功能。sgRNA與Cas9酶的聯(lián)合作用類似于 限制限制酶的作用。如果要獲得基因敲除動(dòng)物個(gè)體,應(yīng)以 受精卵受精卵作為受體細(xì)胞,用 顯微注射顯微注射法導(dǎo)入CRISPR/Cas9基因表達(dá)載體。
(2)研究人員擔(dān)心基因編輯發(fā)生“脫靶效應(yīng)”,導(dǎo)致其他非目標(biāo)基因發(fā)生突變,我國科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了檢測(cè)。在小鼠受精卵分裂為兩個(gè)細(xì)胞時(shí),向其中一個(gè)細(xì)胞注入基因編輯工具,之后將此胚胎移植入母鼠子宮,待其發(fā)育到14天時(shí),將胚胎取出,把胚胎的細(xì)胞全部分散開,分成基因編輯細(xì)胞后代和非基因編輯細(xì)胞后代兩個(gè)細(xì)胞群,分別提取DNA,測(cè)序、比對(duì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas9技術(shù)的脫靶率很低,而另一類單堿基突變系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)脫靶率極高。
①用同一受精卵分裂形成的兩個(gè)細(xì)胞作為處理對(duì)象和對(duì)照,優(yōu)點(diǎn)是 這兩個(gè)細(xì)胞的基因序列相同,避免因?qū)嶒?yàn)組和對(duì)照組細(xì)胞原有的基因序列差異掩蓋“脫靶效應(yīng)”這兩個(gè)細(xì)胞的基因序列相同,避免因?qū)嶒?yàn)組和對(duì)照組細(xì)胞原有的基因序列差異掩蓋“脫靶效應(yīng)”。
②利用二細(xì)胞胚胎分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞DNA作為測(cè)序?qū)ο?,而不是將?shí)驗(yàn)組細(xì)胞和對(duì)照組細(xì)胞DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增后測(cè)序,原因是 PCR擴(kuò)增會(huì)產(chǎn)生較多的復(fù)制錯(cuò)誤,掩蓋“脫靶效應(yīng)”PCR擴(kuò)增會(huì)產(chǎn)生較多的復(fù)制錯(cuò)誤,掩蓋“脫靶效應(yīng)”。
③為方便將基因編輯細(xì)胞后代和非基因編輯細(xì)胞后代分開,可在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí) 利用某種熒光蛋白基因作為標(biāo)記基因利用某種熒光蛋白基因作為標(biāo)記基因。
(3)基因編輯的“脫靶效應(yīng)”可能對(duì)被編輯個(gè)體帶來什么不良影響?如果脫靶效應(yīng)發(fā)生在原癌基因,可能導(dǎo)致細(xì)胞癌變如果脫靶效應(yīng)發(fā)生在原癌基因,可能導(dǎo)致細(xì)胞癌變。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過程綜合.
【答案】缺失;限制;受精卵;顯微注射;這兩個(gè)細(xì)胞的基因序列相同,避免因?qū)嶒?yàn)組和對(duì)照組細(xì)胞原有的基因序列差異掩蓋“脫靶效應(yīng)”;PCR擴(kuò)增會(huì)產(chǎn)生較多的復(fù)制錯(cuò)誤,掩蓋“脫靶效應(yīng)”;利用某種熒光蛋白基因作為標(biāo)記基因;如果脫靶效應(yīng)發(fā)生在原癌基因,可能導(dǎo)致細(xì)胞癌變
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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