隨著變異新冠病毒奧密克戎不斷進化,歐美國家疫情一再反復,一些國家確診和死亡病例再現(xiàn)高峰。但是新冠病毒變異再快,也是在冠狀病毒這個大類里,通過生物信息學或大數(shù)據(jù)挖掘找到共用的靶抗原、發(fā)病機制或受體,可以快速指導疫苗的改良。研究發(fā)現(xiàn),刺突蛋白(S蛋白)是新冠病毒非常重要的抗原蛋白,與病毒的傳染能力密切相關;N蛋白在新冠病毒中含量豐富,是一種高度免疫原性蛋白。基因測序結果顯示,新冠病毒的變異主要發(fā)生在刺突蛋白。根據(jù)所學知識,回答下列問題:
(1)接種疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段,我國科學家自主研發(fā)了多款新冠疫苗,其中腺病毒疫苗的制備技術要點是:將腺病毒的復制基因敲除,將以新冠病毒的 SS(填“S”或“N”)蛋白基因為模板合成的DNA插入腺病毒基因組,構建出重組腺病毒作為疫苗。該疫苗進入人體細胞內通過表達相應蛋白,從而引發(fā)特異性免疫反應,與蛋白質疫苗相比,該疫苗能夠更有效的誘發(fā) 細胞細胞(填“體液”或“細胞”)免疫。
(2)腺病毒疫苗、重組蛋白質疫苗等基因工程疫苗制備技術的原理都利用到了基因重組。已知限制酶的識別序列和切割位點如下表所示,DNA片段序列和質粒結構如圖1所示:
限制酶 | NcoⅠ | SphⅠ |
識別序列和切割位點 | 5′-C↓CATGG-3′ | 5′-GCTAG↓C-3′ |
限制酶 | NheⅠ | BamHⅠ |
識別序列和切測位點 | 5′-G↓GATCC3′ | 5′-G↓CTAGC-3′ |
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根據(jù)DNA片段序列可判斷需要用限制酶
NcoⅠ和NheⅠ
NcoⅠ和NheⅠ
切割質粒B。(3)基因測序也是新冠疫情防控的一把利刃,“實時熒光定量gPCR”通常在1~2h內即可得到檢測結果,其原理是在PCR體系中每加入一對引物的同時加入一個與某條模板鏈互補的熒光探針,當Taq酶催化子鏈延伸至探針處,會水解探針,使熒光監(jiān)測系統(tǒng)接收到熒光信號,即每擴增一次,就有一個熒光分子生成,如圖2所示:
①“實時熒光定量qPCR”所用的試劑盒中通常都應該含有、Taq酶、熒光探針、引物、四種脫氧核苷酸、
逆轉錄酶
逆轉錄酶
、緩沖劑等。②反應最終的熒光強度與起始狀態(tài)模板DNA含量呈
正
正
(填“正”或“負”)相關。上述技術還可以檢測基因 轉錄
轉錄
(填“復制”“轉錄”或“翻譯”)水平。【答案】S;細胞;NcoⅠ和NheⅠ;逆轉錄酶;正;轉錄
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:52引用:3難度:0.4
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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.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
(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 -
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
(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