2018年11月,南方科技大學副教授賀建奎藉助基因編輯技術,誕生了第一例能天然抵抗HIV的嬰兒。CRISPR/...
問題詳情:
2018年11月,南方科技大學副教授賀建奎藉助基因編輯技術,誕生了第一例能天然抵抗HIV的嬰兒。CRISPR/Cas9基因編輯技術可簡單、準確地進行基因定點編輯。其原理是由一條單鏈嚮導RNA引導核*內切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割。通過設計嚮導RNA中20個鹼基的識別序列,可人為選擇DNA上的目標位點進行切割(如圖所示)。請據圖分析:
(1)嚮導RNA中的雙鏈區遵循_____________。
(2)若α鏈剪下位點附近序列為……TCCAGAATC……,則相應的識別序列為_______________________。
(3)Cas9蛋白由基因C指導在________中合成。圖*代表的是一個________分子的結構簡圖,組成該分子的單體是_________,圖中被運輸的氨基*是________。(脯氨*密碼子為CCG,精氨*密碼子為CGG,*氨*密碼子為GCC,甘氨*密 碼子為GGC)
(4)基因C在編碼蛋白質時,控制最前端幾個氨基*的DNA序列如圖乙所示(起始密碼子為AUG或GUG)。在發生轉錄時,作為模板鏈的是圖中的________(填“a”或“b”)鏈。若由於基因C中一個鹼基對發生替換,而導致合成的肽鏈中第3 位氨基*變成了亮氨*(密碼子有CUU、CUC、CUA、CUG),則該基因中鹼基對替換情況是___________。
【回答】
鹼基互補配對原則 ......UCCAGAAUC...... 核糖體 tRNA 核糖核苷* *氨* b G//C 替換成 C//G
【分析】
據圖分析,圖*中目標DNA中間的一條鏈上的鹼基序列與嚮導RNA的識別序列鹼基互補配對,引導核*內切酶Cas9將目標DNA的該片段兩條單鏈都切開;圖乙為基因C的結構圖,含有兩條單鏈;圖*為tRNA,是翻譯過程中轉運氨基*的根據,其下端的三個鹼基為反密碼子,與mRNA上的密碼子配對。
【詳解】
(1)嚮導RNA中的雙鏈區應遵循鹼基互補配對原則。
(2)由於圖中的識別序列和α鏈上的鹼基序列都與對應的DNA單鏈上的鹼基互補配對,所以嚮導RNA上相應的識別序列為 ......UCCAGAAUC......。
(3)Cas9蛋白屬於蛋白質,在核糖體中合成;圖*代表的是tRNA分子的結構簡圖,組成該分子的單體是核糖核苷*;tRNA運輸的氨基*由mRNA上的密碼子來決定,而密碼子的閱讀順序應沿圖*中核糖體的移動方向來閱讀,故密碼子應為GCC,其決定的氨基*為*氨*。
(4)分析圖乙可知,由於密碼子為AUG或GUG,其對應的模板鏈上的鹼基序列為TAC或CAC,因此模板鏈為b鏈;以b鏈為模板轉錄成的mRNA的鹼基序列為GUAUGCAAGUCUCC, AUG為起始密碼子,故第3個氨基*的密碼子為GUC,若由於基因C中一個鹼基對發生替換,而導致合成的肽鏈中第3位氨基*變成了亮氨*,其密碼子有CUU、CUC、CUA、CUG,則對比GUC可知,密碼子由GUC變成 了 CUC,故推知該基因中鹼基對替換情況是G//C替換成C//G。
【點睛】
解答本題的關鍵是掌握遺傳資訊的表達過程及其發生的場所,根據鹼基互補配對原則分析圖*中的識別序列以及圖乙模板鏈的種類,並能夠根據密碼子的種類判斷氨基*的種類和發生改變的鹼基情況。
知識點:基因編輯技術
題型:綜合題
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