研究人員發(fā)現(xiàn),有一種稱作XRCC2的啟動子(負責RNA聚合酶識別、結合和開始轉錄的一段DNA序列)在正常細胞中表達水平很低,而在癌細胞中卻高表達。利用該特性,研究人員結合DTA(白喉毒素A基因,其表達產物能夠殺死細胞)做了如下圖1實驗。回答下列問題:
(1)組成XRCC2啟動子的基本單位是 脫氧核苷酸脫氧核苷酸。圖2所示為XRCC2啟動子兩端的部分序列,通過PCR擴增XRCC2啟動子,需要設計的兩種引物的堿基序列為 3′-AAGCTGATG-5′和3′-CTAACCGTA-5′3′-AAGCTGATG-5′和3′-CTAACCGTA-5′(標明5'和3'端)。
(2)為了成功構建能夠特異性殺死腫瘤細胞的質粒,需要先將XRCC2啟動子與DTA形成融合基因,請結合圖1簡述構建融合基因的過程:要將XRCC2啟動子與DTA形成融合基因,首先用NheI、AgeI限制酶切割XRCC2啟動子,用AgeI、XbaI限制酶切割DTA基因,然后用DNA連接酶將它們連接形成融合基因要將XRCC2啟動子與DTA形成融合基因,首先用NheI、AgeI限制酶切割XRCC2啟動子,用AgeI、XbaI限制酶切割DTA基因,然后用DNA連接酶將它們連接形成融合基因。
(3)要驗證重組質粒的表達產物能專一性殺死癌細胞,還需要設置一組對照實驗,具體的實驗方案為 應增添正常細胞株,將不同量的重組質粒導入其中,和腫瘤細胞對比觀察細胞增殖情況確定應增添正常細胞株,將不同量的重組質粒導入其中,和腫瘤細胞對比觀察細胞增殖情況確定。
(4)基因驅動是指特定基因有偏向性地遺傳給下一代的自然現(xiàn)象。遺傳學家研究發(fā)現(xiàn),基因驅動技術幾乎可以百分之百地使突變基因在同一生物的不同種群個體之間傳播,某些生物學家曾提出把這種技術應用于消滅一些入侵物種,從而保護那些瀕危物種,一些遺傳學家立即呼吁增強這種技術的管制。請從生物技術安全性的角度簡要談談你對該技術的看法:應理性對待基因驅動技術,該技術既可造福人類,也可能帶來潛在危害,如果該技術獲得的突變基因能夠控制繁殖或是在一定程度上控制該物種的生存,那么從理論上說,它就能夠讓該物種滅絕,導致生物多樣性降低,進而引發(fā)生態(tài)危機應理性對待基因驅動技術,該技術既可造福人類,也可能帶來潛在危害,如果該技術獲得的突變基因能夠控制繁殖或是在一定程度上控制該物種的生存,那么從理論上說,它就能夠讓該物種滅絕,導致生物多樣性降低,進而引發(fā)生態(tài)危機。
【答案】脫氧核苷酸;3′-AAGCTGATG-5′和3′-CTAACCGTA-5′;要將XRCC2啟動子與DTA形成融合基因,首先用NheI、AgeI限制酶切割XRCC2啟動子,用AgeI、XbaI限制酶切割DTA基因,然后用DNA連接酶將它們連接形成融合基因;應增添正常細胞株,將不同量的重組質粒導入其中,和腫瘤細胞對比觀察細胞增殖情況確定;應理性對待基因驅動技術,該技術既可造福人類,也可能帶來潛在危害,如果該技術獲得的突變基因能夠控制繁殖或是在一定程度上控制該物種的生存,那么從理論上說,它就能夠讓該物種滅絕,導致生物多樣性降低,進而引發(fā)生態(tài)危機
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:84引用:1難度:0.6
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1.學習以下材料,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,造成蛋白質的功能改變,引發(fā)相關疾病。約有10%~15%的人類基因相關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?;虻腸DNA序列或是有治療價值的基因(如CRISPR-Cas9相關的基因編輯工具)通過一定的方式導入人體靶細胞內,達到替代或修復缺陷基因、治療疾病的目的。導入基因插入位置不當、過高或過低表達,都可能會導致副作用。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,是相關基因發(fā)生無義突變,產生終止密碼子UAG。研究者構建小鼠該突變基因mldua和Flag基因融合的載體(圖1),以及針對該無義突變設計的sup-tRNA表達載體(產生的sup-tRNA能夠識別UAG并攜帶酪氨酸Tyr,簡寫作sup-tRNATyr),將其導入細胞進行研究,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病毒作為載體將sup-tRNA導入患病小鼠模型中,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治療中具有非常大的應用前景。
(1)侵染時,作為載體的重組腺相關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的應用價值。發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:27引用:1難度:0.6 -
2.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 -
3.幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分,自然界有些植物能產生幾丁質酶催化幾丁質水解從而抵抗真菌感染。通過基因工程將幾丁質酶基因轉入沒有抗性的植物體內,可增強其抗真菌的能力。如圖表示為獲取幾丁質酶基因而建立cDNA文庫的過程。
(1)圖示以mRNA為材料通過
(2)與選用老葉相比,選用嫩葉更容易提取到mRNA,原因是
(3)將從cDNA文庫中獲得的幾丁質酶基因和質粒載體用發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.7