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新冠病毒是一種RNA病毒,其主要通過其表面刺突蛋白(S蛋白)與人體細(xì)胞上的“血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(ACE2)”受體結(jié)合實(shí)現(xiàn)感染。各類新冠病毒疫苗的研發(fā)都是基于這個(gè)主要的理論基礎(chǔ),即以S蛋白基因?yàn)榘悬c(diǎn),通過表達(dá)S蛋白,誘導(dǎo)人體產(chǎn)生免疫能力,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防感染的目的。以下是兩條疫苗研究技術(shù)路線:
A.疫苗研究技術(shù)路線1:體外表達(dá)疫苗--重組疫苗。
提取新冠病毒RNA,獲取S蛋白基因,構(gòu)建S蛋白基因表達(dá)載體,導(dǎo)入釀酒酵母,合成并分泌S蛋白質(zhì)(疫苗),注射人體,產(chǎn)生免疫。
B.疫苗研究技術(shù)路線2:體內(nèi)表達(dá)疫苗--病毒載體疫苗。
提取新冠病毒RNA,獲取S蛋白基因,將 S蛋白基因轉(zhuǎn)入復(fù)制缺陷型腺病毒的基因組內(nèi),獲得疫苗。接種該疫苗后,腺病毒載體會(huì)進(jìn)入人體細(xì)胞,由于基因缺陷,腺病毒本身無法復(fù)制,但其內(nèi)的S蛋白基因會(huì)啟動(dòng)產(chǎn)生S蛋白,這種S蛋白會(huì)從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外,誘導(dǎo)人體產(chǎn)生免疫。
據(jù)上述材料結(jié)合所學(xué)知識(shí),回答下列問題:
(1)兩條技術(shù)路線中,獲取S蛋白基因的方法是:提取病毒RNA,通過
逆轉(zhuǎn)錄
逆轉(zhuǎn)錄
 過程合成S蛋白基因,再用PCR技術(shù)擴(kuò)增S蛋白基因。設(shè)計(jì)擴(kuò)增S蛋白基因所需的引物時(shí),不可以將一端引物設(shè)計(jì)為含GAATTC序列,理由是:
引物會(huì)與自身堿基互補(bǔ)配對(duì),無法與模板鏈結(jié)合(引物與引物之間也可以形成雙鏈,引物會(huì)與自身堿基互補(bǔ)配對(duì),降低引物與模板間結(jié)合的效率)
引物會(huì)與自身堿基互補(bǔ)配對(duì),無法與模板鏈結(jié)合(引物與引物之間也可以形成雙鏈,引物會(huì)與自身堿基互補(bǔ)配對(duì),降低引物與模板間結(jié)合的效率)
。
(2)技術(shù)路線1中,常使用兩種酶切割載體。這里的酶是
限制性核酸內(nèi)切酶
限制性核酸內(nèi)切酶
;與單酶切相比,優(yōu)點(diǎn)是:
避免目的基因與質(zhì)粒(運(yùn)載體)的反向鏈接物,或者目的基因自身連接物與質(zhì)粒自身連接物
避免目的基因與質(zhì)粒(運(yùn)載體)的反向鏈接物,或者目的基因自身連接物與質(zhì)粒自身連接物
。體外表達(dá)技術(shù)在疫苗領(lǐng)域已經(jīng)非常成熟,但由于S蛋白中含有受體酵母菌自身分泌的內(nèi)源蛋白,所以
提純
提純
比較復(fù)雜;
(3)技術(shù)路線2中,相當(dāng)于把人體細(xì)胞當(dāng)作了疫苗工廠,大大簡(jiǎn)化了疫苗生產(chǎn)過程。無法自我復(fù)制的腺病毒也會(huì)被人體免疫機(jī)制清理掉,提高了疫苗的
安全性
安全性
。但是絕大多數(shù)人成長(zhǎng)過程中曾感染過腺病毒,短期內(nèi)體內(nèi)可能存在能中和腺病毒載體的
抗體
抗體
,從而
降低
降低
(用“加強(qiáng)/降低”作答)疫苗效果,這就是預(yù)存免疫。

【答案】逆轉(zhuǎn)錄;引物會(huì)與自身堿基互補(bǔ)配對(duì),無法與模板鏈結(jié)合(引物與引物之間也可以形成雙鏈,引物會(huì)與自身堿基互補(bǔ)配對(duì),降低引物與模板間結(jié)合的效率);限制性核酸內(nèi)切酶;避免目的基因與質(zhì)粒(運(yùn)載體)的反向鏈接物,或者目的基因自身連接物與質(zhì)粒自身連接物;提純;安全性;抗體;降低
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:37引用:2難度:0.6
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    利用抑制性tRNA進(jìn)行無義突變遺傳病的治療
    無義突變是由于某個(gè)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?;虻腸DNA序列或是有治療價(jià)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(xì)胞內(nèi),達(dá)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(dá),都可能會(huì)導(dǎo)致副作用。盡管基因編輯可以實(shí)現(xiàn)生理水平的基因表達(dá),但基因編輯工具引入外源蛋白可能引發(fā)強(qiáng)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(duì)原則可以識(shí)別無義突變的終止密碼子,使得mRNA在翻譯至無義突變位點(diǎn)時(shí)不啟動(dòng)翻譯終止而是繼續(xù)向后進(jìn)行翻譯,獲得有功能的全長(zhǎng)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(duì)該無義突變?cè)O(shè)計(jì)的sup-tRNA表達(dá)載體(產(chǎn)生的sup-tRNA能夠識(shí)別UAG并攜帶酪氨酸Tyr,簡(jiǎn)寫作sup-tRNATyr),將其導(dǎo)入細(xì)胞進(jìn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)顯示能夠降低黏多糖過度積存,實(shí)現(xiàn)對(duì)該病癥的有效治療,其療效可以持續(xù)半年以上。
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    從整體來看,G418在促進(jìn)跨越無義突變位點(diǎn)繼續(xù)翻譯時(shí)引入的氨基酸較為隨機(jī),而sup-tRNA引入的氨基酸較為單一,且不會(huì)影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài),所以sup-tRNA在個(gè)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(shí),作為載體的重組腺相關(guān)病毒與靶細(xì)胞膜上的
     
    發(fā)生識(shí)別,引發(fā)內(nèi)吞,進(jìn)入細(xì)胞后釋放單鏈DNA作為模板,利用宿主細(xì)胞的
     
    催化合成其互補(bǔ)DNA鏈,再經(jīng)過
     
    過程產(chǎn)生sup-tRNA。
    (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
     
    (填“能”或“不能”)繼續(xù)往后翻譯,具有很高的安全性。
    (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(cè)
     
    來確定是否跨越無義突變位點(diǎn)繼續(xù)向后翻譯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比于化合物G418,sup-tRNA在促進(jìn)無義突變位點(diǎn)的翻譯方面更加有效,支持這一結(jié)論的依據(jù)是:
     

    (4)有文獻(xiàn)報(bào)道,已在近1000個(gè)不同的人類基因中發(fā)現(xiàn)了7500多個(gè)無義突變。常規(guī)的基因治療需要為每種疾病設(shè)計(jì)獨(dú)特的治療策略,這將是一項(xiàng)耗費(fèi)驚人的項(xiàng)目。據(jù)此說明sup-tRNA的應(yīng)用價(jià)值。

    發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:26引用:1難度:0.6
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