試卷征集
加入會員
操作視頻

學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(5)題。
                                                 CRISPR/Cas基因編輯技術(shù)的脫靶檢測
1987年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腸桿菌基因組DNA中有一些重復(fù)結(jié)構(gòu):一段29個堿基的序列反復(fù)出現(xiàn)了多次,兩兩之間都被32個堿基形成的看似無規(guī)律的間隔序列隔開,這種重復(fù)結(jié)構(gòu)被命名為CRISPR(圖1)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),多種細(xì)菌均有CRISPR結(jié)構(gòu),且很多間隔序列與侵染細(xì)菌的一些噬菌體基因組序列一致。CRISPR的間隔序列轉(zhuǎn)錄形成的RNA(sgRNA)在細(xì)胞內(nèi)與Cas9酶結(jié)合成復(fù)合體,一旦在細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)能與sgRNA配對的DNA分子,Cas9酶就會對該DNA分子進(jìn)行切割,破壞其功能(圖2)。

科學(xué)家基于此,構(gòu)建了對DNA序列進(jìn)行定點切割的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)。將編碼Cas9酶和sgRNA的基因作為目的基因,構(gòu)建基因表達(dá)載體后導(dǎo)入受體細(xì)胞,可對細(xì)胞內(nèi)某個基因定點切割,引發(fā)被切割部位的隨機突變??蒲腥藛T在CRISPR/Cas9編輯系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)了CBE單堿基編輯系統(tǒng),將Cas9酶替換成CBE融合蛋白,能將靶位點的胞嘧啶C脫氨基成尿嘧啶U,進(jìn)而通過DNA復(fù)制實現(xiàn)堿基對替換。
基因編輯可能造成非目標(biāo)序列的堿基改變,稱為脫靶。我國科研工作者建立了一種脫靶檢測技術(shù),在小鼠受精卵分裂到2細(xì)胞時期,編輯其中1個,胚胎繼續(xù)發(fā)育到14.5天時,利用細(xì)胞分選技術(shù)選出被編輯過和未被編輯過的細(xì)胞,再進(jìn)行DNA提取和全基因組測序,比較兩組差異(圖3)。脫靶檢測發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas9編輯系統(tǒng)脫靶率較低,而CBE系統(tǒng)脫靶率較高,必須加以改進(jìn)才能應(yīng)用于遺傳病的臨床治療。

(1)列表比較限制性內(nèi)切核酸酶和CRISPR/Cas9復(fù)合體作用的異同點
限制酶 CRISPR/Cas9
不同點 識別、切割DNA的特定核苷酸序列 根據(jù)sgRNA識別與之配對的DNA分子后進(jìn)行切割,且能引發(fā)突變
相同點 均能切割DNA
限制酶 CRISPR/Cas9
不同點 識別、切割DNA的特定核苷酸序列 根據(jù)sgRNA識別與之配對的DNA分子后進(jìn)行切割,且能引發(fā)突變
相同點 均能切割DNA
。
(2)大腸桿菌不同菌株CRISPR區(qū)域中的間隔序列是不同的,導(dǎo)致這種差異最可能的原因是
不同菌株的祖先種感染的噬菌體有差異
不同菌株的祖先種感染的噬菌體有差異

(3)CBE編輯系統(tǒng)將靶位點胞嘧啶脫氨基后,細(xì)胞復(fù)制
2
2
次后,子代DNA中靶位點堿基對由C-G徹底替換成
T-A
T-A
,實現(xiàn)單堿基編輯。
(4)小鼠受精卵可以從雌鼠輸卵管中采集或通過
體外受精
體外受精
技術(shù)獲得。向2細(xì)胞期胚胎中的1個細(xì)胞進(jìn)行顯微注射時,因不需長期在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在和表達(dá),可以以RNA形式注入的有
①②③
①②③
(填序號)。
①Cas9 mRNA
②CBE mRNA
③sgRNA
④標(biāo)記基因RNA
(5)脫靶檢測過程中標(biāo)記基因的作用是
分選被編輯細(xì)胞與未編輯細(xì)胞的后代
分選被編輯細(xì)胞與未編輯細(xì)胞的后代
。與用同一品系小鼠不同受精卵進(jìn)行脫靶檢測相比,上述脫靶檢測技術(shù)更加精準(zhǔn),原因是
來自同一受精卵的基因相同,實驗組和對照組結(jié)果差異是基因編輯工具不同造成的
來自同一受精卵的基因相同,實驗組和對照組結(jié)果差異是基因編輯工具不同造成的
。

【答案】
限制酶 CRISPR/Cas9
不同點 識別、切割DNA的特定核苷酸序列 根據(jù)sgRNA識別與之配對的DNA分子后進(jìn)行切割,且能引發(fā)突變
相同點 均能切割DNA
;不同菌株的祖先種感染的噬菌體有差異;2;T-A;體外受精;①②③;分選被編輯細(xì)胞與未編輯細(xì)胞的后代;來自同一受精卵的基因相同,實驗組和對照組結(jié)果差異是基因編輯工具不同造成的
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:23引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.下列有關(guān)基因工程技術(shù)和蛋白質(zhì)工程技術(shù)敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.7
  • 2.幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分,幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi),可增強其抗真菌病的能力?;卮鹣铝袉栴}:
    (1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括
     
     
    。
    (2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時,解開DNA雙鏈的酶是
     
    。在體外利用PCR技術(shù)擴增目的基因時,使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是
     
    。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的
     
    。
    (3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶,常見的有
     
     
    ,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是
     
    。當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時,DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是
     
    。
    (4)提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是
     
    。
    (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高,根據(jù)中心法則分析,其可能的原因是
     

    發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:2引用:2難度:0.6
  • 3.下列有關(guān)基因工程的敘述,正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/31 5:0:5組卷:3引用:2難度:0.7
APP開發(fā)者:深圳市菁優(yōu)智慧教育股份有限公司| 應(yīng)用名稱:菁優(yōu)網(wǎng) | 應(yīng)用版本:5.0.7 |隱私協(xié)議|第三方SDK|用戶服務(wù)條款
本網(wǎng)部分資源來源于會員上傳,除本網(wǎng)組織的資源外,版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯版權(quán),請立刻和本網(wǎng)聯(lián)系并提供證據(jù),本網(wǎng)將在三個工作日內(nèi)改正