某科研小組通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將黑麥草的抗旱基因P轉(zhuǎn)入野生型擬南芥,以驗證基因P的功能。其流程如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:
(1)利用PCR技術(shù)從黑麥草的DNA中分離并克隆目的基因P,不需要不需要 ( 填“需要”或“不需要”)用限制酶進行預(yù)處理,其原因是使用基因特異性引物可以從模板DNA中擴增出特定基因使用基因特異性引物可以從模板DNA中擴增出特定基因。
(2)用SmalⅠ和SalⅠ這兩種限制酶分別對含有基因P的DNA和質(zhì)粒進行雙酶切,然后連接形成①重組質(zhì)粒(重組DNA分子、基因表達載體)重組質(zhì)粒(重組DNA分子、基因表達載體)。與雙酶切相比,用同一種限制酶對二者進行單酶切的缺點是容易造成基因P或質(zhì)粒自身環(huán)化、基因P和質(zhì)粒反向連接基因P和質(zhì)粒反向連接。
(3)將②的花序浸入農(nóng)桿菌懸浮液以實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。在適宜條件下培養(yǎng),收獲②的種子,在含潮霉素(一種抗生素)的MS培養(yǎng)基上篩選得到③,這表明質(zhì)粒載體攜帶的選擇標記是潮霉素抗性基因潮霉素抗性基因。
(4)基因P表達的蛋白P是脯氨酸合成過程所需的一種關(guān)鍵酶。而脯氨酸在細胞中的積累既可提高植物的抗旱性。又可抑制蛋白P的酶活性。研究發(fā)現(xiàn),蛋白P的第128位苯丙氨酸若變?yōu)楸彼帷T撘种谱饔脛t顯著降低。請據(jù)此提出進一步提高植物抗旱性的一種簡要思路。定點誘變改造目的基因P使其編碼的蛋白P的第128位苯丙氨酸替換為丙氨酸;將改造后的基因轉(zhuǎn)入受體植物,以期提高受體植物的抗旱性定點誘變改造目的基因P使其編碼的蛋白P的第128位苯丙氨酸替換為丙氨酸;將改造后的基因轉(zhuǎn)入受體植物,以期提高受體植物的抗旱性。
【答案】不需要;使用基因特異性引物可以從模板DNA中擴增出特定基因;重組質(zhì)粒(重組DNA分子、基因表達載體);基因P和質(zhì)粒反向連接;潮霉素抗性基因;定點誘變改造目的基因P使其編碼的蛋白P的第128位苯丙氨酸替換為丙氨酸;將改造后的基因轉(zhuǎn)入受體植物,以期提高受體植物的抗旱性
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:12引用:3難度:0.7
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1.人類基因組計劃測定了人體的24條染色體,這24條染色體是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/31 0:30:1組卷:112引用:7難度:0.7 -
2.基因編輯是指將外源DNA片段導(dǎo)入染色體DNA特定位點或刪除基因內(nèi)部片段,定點改造基因,獲得預(yù)期的生物體基因序列發(fā)生改變的技術(shù)。如圖是對某生物B基因進行基因編輯的過程,該過程中用sgRNA指引內(nèi)切核酸酶Cas9結(jié)合到特定的靶位點。下列分析不合理的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 21:30:1組卷:4引用:2難度:0.7 -
3.學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(4)題。
利用抑制性tRNA進行無義突變遺傳病的治療
無義突變是由于某個堿基的改變使代表某種氨基酸的密碼子突變?yōu)榻K止密碼子(UAA、UAG或UGA),從而使肽鏈合成提前終止,造成蛋白質(zhì)的功能改變,引發(fā)相關(guān)疾病。約有10%~15%的人類基因相關(guān)遺傳疾病是由無義突變引發(fā)的。常規(guī)的基因治療是將正常基因的cDNA序列或是有治療價值的基因(如CRISPR-Cas9相關(guān)的基因編輯工具)通過一定的方式導(dǎo)入人體靶細胞內(nèi),達到替代或修復(fù)缺陷基因、治療疾病的目的。導(dǎo)入基因插入位置不當(dāng)、過高或過低表達,都可能會導(dǎo)致副作用。盡管基因編輯可以實現(xiàn)生理水平的基因表達,但基因編輯工具引入外源蛋白可能引發(fā)強烈的免疫反應(yīng)仍然是巨大的挑戰(zhàn)。
抑制性tRNA(sup-tRNA)由天然tRNA改造而來,它的反密碼子通過堿基配對原則可以識別無義突變的終止密碼子,使得mRNA在翻譯至無義突變位點時不啟動翻譯終止而是繼續(xù)向后進行翻譯,獲得有功能的全長蛋白。
I型黏多糖貯積癥的病因,是相關(guān)基因發(fā)生無義突變,產(chǎn)生終止密碼子UAG。研究者構(gòu)建小鼠該突變基因mldua和Flag基因融合的載體(圖1),以及針對該無義突變設(shè)計的sup-tRNA表達載體(產(chǎn)生的sup-tRNA能夠識別UAG并攜帶酪氨酸Tyr,簡寫作sup-tRNATyr),將其導(dǎo)入細胞進行研究,發(fā)現(xiàn)與具有相似作用的化合物G418比較,sup--tRNA的作用更加顯著(圖2);進一步利用重組腺相關(guān)病毒作為載體將sup-tRNA導(dǎo)入患病小鼠模型中,實驗顯示能夠降低黏多糖過度積存,實現(xiàn)對該病癥的有效治療,其療效可以持續(xù)半年以上。
從整體來看,G418在促進跨越無義突變位點繼續(xù)翻譯時引入的氨基酸較為隨機,而sup-tRNA引入的氨基酸較為單一,且不會影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài),所以sup-tRNA在個體治療中具有很高的安全性,因而在未來基因突變引起的疾病相關(guān)治療中具有非常大的應(yīng)用前景。
(1)侵染時,作為載體的重組腺相關(guān)病毒與靶細胞膜上的
(2)除了引入的氨基酸較為單一,不影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài),我們還可推斷,用于治療的sup-tRNA在正常終止密碼子處
(3)研究者構(gòu)建mldua突變基因和Flag基因融合的載體,目的是通過檢測
(4)有文獻報道,已在近1000個不同的人類基因中發(fā)現(xiàn)了7500多個無義突變。常規(guī)的基因治療需要為每種疾病設(shè)計獨特的治療策略,這將是一項耗費驚人的項目。據(jù)此說明sup-tRNA的應(yīng)用價值。發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:26引用:1難度:0.6
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