β-地中海貧血是一種常染色體隱性遺傳病，我國南方這種遺傳病的常見病因 是血紅蛋白 β 珠蛋白基因（HBB）編碼區(qū) 4 個堿基（3'-CTTT-5'）缺失。下圖 1 是一種基因治療 β-地中海貧血的技術路線，圖 2 是圖 1 過程③外源 DNA 導入 iPS 細胞 （誘導多能干細胞） 后，在細胞內利用 CRISPR/Cas9 基因編輯系統(tǒng)和外源單鏈 DNA 及 DNA 自我修復系統(tǒng)進行基因治療的主要過程。請據(jù)圖回答問題。
（1）利用患者的成纖維細胞誘導形成 iPS 細胞，不僅可以避免在進行細胞移植時發(fā)生 免疫排斥免疫排斥，還因為 iPS 細胞能 在體外培養(yǎng)時不斷增殖，并可誘導分化形成造血干細胞在體外培養(yǎng)時不斷增殖，并可誘導分化形成造血干細胞，可獲得足夠多的回輸細胞。
（2）根據(jù)圖 2 分析，在利用CRISPR/Cas9 基因編輯技術進行基因修復時，需要根據(jù) HBB堿基缺失部位兩側的核苷酸序列HBB堿基缺失部位兩側的核苷酸序列 設 計 2 種 gRNA；導入單鏈 DNA 作為修復模板的目的是 正確修復基因（能獲得在指定部位插入缺失堿基CTTT的正常HBB基因）正確修復基因（能獲得在指定部位插入缺失堿基CTTT的正常HBB基因）。
（3）圖 1 的過程③中，研究人員將 gRNA 基因與Cas9 基因分別整合到不同的載體中，這是 因為整合到同一載體中會 使重組DNA分子過大使重組DNA分子過大，不容易導入細胞。研究人員將 gRNA 載體、Cas9 載體 和單鏈 DNA 按一定比例與 iPS 細胞混和后，對混合液進行瞬時高壓電激處理，其目的 是 使重組載體和單鏈DNA更易導入iPS細胞使重組載體和單鏈DNA更易導入iPS細胞。
（4）導入 iPS 細胞的 gRNA 基因和 Cas9 基因需要利用細胞中的 RNA聚合酶RNA聚合酶 催化合成 gRNA 和 Cas9 mRNA，后者指導合成 Cas9 蛋白，并組裝成CRISPR/Cas9 系統(tǒng)。圖 2 中酶 B 的功能是 催化游離脫氧核苷酸連接到核苷酸鏈上（催化以導入的單鏈DNA為模板的核苷酸鏈的延伸）催化游離脫氧核苷酸連接到核苷酸鏈上（催化以導入的單鏈DNA為模板的核苷酸鏈的延伸）。
（5）為檢測 iPS 細胞中 HBB 基因是否正確修復，研究人員設計特異引物時，最好將插入片 段（CTTT）或互補序列設計在引物的 3'3' 端。在 PCR 時可 適當提高退火溫度適當提高退火溫度，以提高引物結合 的特異性。
【答案】免疫排斥；在體外培養(yǎng)時不斷增殖，并可誘導分化形成造血干細胞；HBB堿基缺失部位兩側的核苷酸序列；正確修復基因（能獲得在指定部位插入缺失堿基CTTT的正常HBB基因）；使重組DNA分子過大；使重組載體和單鏈DNA更易導入iPS細胞；RNA聚合酶；催化游離脫氧核苷酸連接到核苷酸鏈上（催化以導入的單鏈DNA為模板的核苷酸鏈的延伸）；3'；適當提高退火溫度
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：27引用：1難度：0.7
相似題
-
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(chǎn)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(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發(fā)生識別，引發(fā)內吞，進入細胞后釋放單鏈DNA作為模板，利用宿主細胞的催化合成其互補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）研究者構建mldua突變基因和Flag基因融合的載體，目的是通過檢測來確定是否跨越無義突變位點繼續(xù)向后翻譯。實驗結果表明，相比于化合物G418，sup-tRNA在促進無義突變位點的翻譯方面更加有效，支持這一結論的依據(jù)是：。
（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：26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(chǎn)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為材料通過法獲得cDNA，該方法依據(jù)的原理是，通過這種方法獲得的基因中因缺乏和結構，導致將其直接導入受體細胞中不能復制和表達。
（2）與選用老葉相比，選用嫩葉更容易提取到mRNA，原因是，且提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是。
（3）將從cDNA文庫中獲得的幾丁質酶基因和質粒載體用酶和DNA連接處理后連接起來，構建基因表達載體，DNA連接酶催化形成的化學鍵是。發(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.7
把好題分享給你的好友吧~~