心臟移植是挽救終末期心臟病患者生命唯一有效的手段,然而心臟移植過程中會發(fā)生缺血再灌注損傷(IRI),可能導(dǎo)致心臟壞死。研究發(fā)現(xiàn),IRI通過促進(jìn)Caspase 8等一系列凋亡基因的表達(dá),導(dǎo)致細(xì)胞凋亡壞死最終引起器官損傷。根據(jù)Caspase 8基因合成的小干擾RNA(siRNA)可以使Gaspase 8基因沉默,有效抑制IRI所致的器官損傷。如圖1是利用豬的心肌細(xì)胞開展siRNA作用研究的示意圖。
回答下列問題:
(1)圖中步驟②構(gòu)建重組質(zhì)粒需要使用 限制酶、DNA連接酶限制酶、DNA連接酶等工具酶。與直接將sRNA導(dǎo)入豬的心肌細(xì)胞相比,通過重組質(zhì)粒將siRNA對應(yīng)的DNA序列導(dǎo)入心肌細(xì)胞,其優(yōu)點是 可持續(xù)產(chǎn)生siRNA,使靶基因長時間沉默(或:可以使質(zhì)粒只在特定的組織中表達(dá);或:可構(gòu)建某基因永久沉默的實驗動物模型)可持續(xù)產(chǎn)生siRNA,使靶基因長時間沉默(或:可以使質(zhì)粒只在特定的組織中表達(dá);或:可構(gòu)建某基因永久沉默的實驗動物模型)(答出一點)。
(2)siRNA對應(yīng)DNA序列在心肌細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生的si RNA,與RISC組裝形成基因沉默復(fù)合物,通過抑制基因表達(dá)的 翻譯翻譯過程,使Caspase 8基因沉默,從而降低IRI引起的細(xì)胞凋亡。
(3)研究人員根據(jù)Caspase 8基因的堿基序列,設(shè)計了三種序列分別導(dǎo)入豬的心肌細(xì)胞,通過測定靶基因Caspase 8的mRNA含量來確定最優(yōu)序列。測定mRNA含量時,需提取心肌細(xì)胞的總RNA,經(jīng)過 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄過程得到cDNA,再進(jìn)行PGR擴增,測定PCR產(chǎn)物量,結(jié)果如圖2所示。據(jù)此判斷最優(yōu)序列是 序列2序列2。
(4)選用豬的心肌細(xì)胞做受體細(xì)胞是因為豬在基因、解剖結(jié)構(gòu)、生理生化和免疫反應(yīng)等方面與人類極為相似。為了解決心臟移植供體短缺問題,許多科學(xué)家正在研究用豬心臟代替人的心臟。你認(rèn)為將豬心臟移植到人體面臨的最大挑戰(zhàn)是 免疫排斥反應(yīng)免疫排斥反應(yīng),請說出一種解決這一問題的思路:可以利用基因工程技術(shù)將豬與免疫排斥有關(guān)的抗原基因敲除;轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因,將豬細(xì)胞偽裝人的細(xì)胞可以利用基因工程技術(shù)將豬與免疫排斥有關(guān)的抗原基因敲除;轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因,將豬細(xì)胞偽裝人的細(xì)胞。
【答案】限制酶、DNA連接酶;可持續(xù)產(chǎn)生siRNA,使靶基因長時間沉默(或:可以使質(zhì)粒只在特定的組織中表達(dá);或:可構(gòu)建某基因永久沉默的實驗動物模型);翻譯;逆轉(zhuǎn)錄;序列2;免疫排斥反應(yīng);可以利用基因工程技術(shù)將豬與免疫排斥有關(guān)的抗原基因敲除;轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因,將豬細(xì)胞偽裝人的細(xì)胞
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:23引用:3難度:0.6
相似題
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1.學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(4)題。
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)的基因治療是將正常基因的cDNA序列或是有治療價值的基因(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),都可能會導(dǎo)致副作用。盡管基因編輯可以實現(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(jìn)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(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),以及針對該無義突變設(shè)計的sup-tRNA表達(dá)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(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(jìn)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(nèi)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(guān)治療中具有非常大的應(yīng)用前景。
(1)侵染時,作為載體的重組腺相關(guān)病毒與靶細(xì)胞膜上的
(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
(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
(4)有文獻(xiàn)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(shè)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(yīng)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(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分,自然界有些植物能產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶催化幾丁質(zhì)水解從而抵抗真菌感染。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入沒有抗性的植物體內(nèi),可增強其抗真菌的能力。如圖表示為獲取幾丁質(zhì)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(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體用發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.7
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