CCR5是人体的正常基因,其编码的细胞膜CCR5蛋白是HIV-I(人类免疫缺陷病毒I型)感染的“入口”。有研究...
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CCR5是人体的正常基因,其编码的细胞膜CCR5蛋白是HIV-I(人类免疫缺陷病毒I型)感染的“入口”。有研究用“CRISPR/Cas9”技术对该基因进行定点编辑并植入胚胎
(1)将Cas9蛋白和向导RNA序列注入受精卵的方法称为____________________技术。
据图1可知,“CRISPR/Cas9”技术中,首先由具识别序列的________________引导定位至目标DNA序列,然后由Cas9蛋白将DNA切断。这两种物质的作用结果类似于基因工程中______________的作用,若识别序列为……UCCAGAAUC……则DNA对应区域α链的碱基序列为___________________。
(2)基因编辑过程中可能会产生“脱靶”(对CCR5基因以外的其他基因进行了编辑)现象,最可能的原因是__________________________________________________________________。
(3)胚胎2的两个变异CCR5基因编码的蛋白质中,氨基*数目都减少,其原因是___________________都可能使转录出的mRNA序列改变,导致终止密码子提前出现。变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上,从而实现对HIV-I的抗*。
【回答】
显微注* 向导RNA 限制酶 ……TCCAGAATC…… 其他基因中有可被向导RNA识别的序列(与向导RNA识别序列互补的序列) 基因中碱基对的增添、缺失
【分析】
分析题图1“CRISPR/Cas9”技术中,首先由向导RNA引导定位至目标DNA序列,通过碱基互补配对向导RNA与目标DNA的一条链互补配对,然后由Cas9蛋白将DNA切断,然后再重新连接,这样随机切掉或增加几个碱基对,导致基因突变。
【详解】
(1)图中信息“用细针将向导RNA序列和Cas9蛋白注入受精卵”,所以所用的方法为显微注*技术。由图1可知在“CRISPR/Cas9”技术中,具识别序列的是向导RNA,其作用是引导定位至目标DNA序列,然后由Cas9蛋白将DNA切断。这两种物质的作用结果类似于基因工程中限制酶(识别特定序列的脱氧核苷*序列并切割特定的两个脱氧核苷*之间的**二酯键)的作用,从图1中可以看出向导RNA与目标DNA的β链互补配对,DNA的β链原来与α链碱基互补,则DNA对应区域α链的碱基序列为……TCCAGAATC……。
(2)基因编辑过程向导RNA识别目标DNA的序列,若其他基因中有可被向导RNA识别的序列(与向导RNA识别序列互补的序列),则基因编辑过程中就可能会产生“脱靶”(对CCR5基因以外的其他基因进行了编辑)现象。
(3)图2中胚胎2的两个CCR5基因增添或缺失了几对碱基对,可能使转录出的mRNA序列改变,导致终止密码子提前出现,最终使两个变异CCR5基因编码的蛋白质中,氨基*数目都减少,变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上,从而实现对HIV-I的抗*。
【点睛】
基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”,实现对特定DNA片段的敲除、加入等,而CRISPR/Cas9技术自问世以来,就有着其它基因编辑技术无可比拟的优势,技术不断改进后,更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。
DNA分子中发生碱基对的增添、替换、缺失,而引起的基因结构的改变称为基因突变。
基因突变对基因表达的影响:
(1)若某碱基对发生替换,则只改变1个氨基*或不改变,影响范围较小。
(2)若增添某碱基对,则不影响*入前的位置,却影响*入后相应氨基*的序列,影响范围较大。
(3)若缺失某碱基对,则不影响缺失前的位置,但影响缺失后相应氨基*的序列,影响范围较大。
(4)碱基对增添和缺失都有可能导致终止密码子提前或延后出现。
知识点:基因编辑技术
题型:综合题
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