Hedgehog基因（H）廣泛存在于無脊椎動物和脊椎動物中，在胚胎發育中起重要作用。我國科研工作者利用基因敲除和核酸分子雜交技術研究了H基因在文昌魚胚胎發育中的作用。
（1）在脊椎動物各個不同類群中，H基因的序列高度相似。H基因高度保守，是由于該基因的突變類型在 自然選擇（進化）自然選擇（進化）中被淘汰。
（2）研究者使用了兩種TALE蛋白對文昌魚的H基因進行敲除。TALE蛋白的結構是人工設計的，蛋白質的中央區能夠結合H基因上特定的序列，F區則能在該序列處將DNA雙鏈切開，如圖所示。
①根據TALE蛋白的功能設計出其氨基酸序列，再根據氨基酸序列對應的mRNA序列推測出編碼TALE蛋白的DNA序列，人工合成DNA序列之后再以其為模板進行 轉錄轉錄生成mRNA。
②將兩種mRNA用 顯微注射顯微注射法導入文昌魚的卵細胞中，然后滴加精液使卵受精。此受精卵發育成的個體為F0代。
③F0代個體細胞內被兩種TALE蛋白處理過的DNA重新連接后，H基因很可能因發生堿基對的 缺失缺失而喪失功能，基因喪失功能則被稱為“敲除”。
（3）提取F0代胚胎細胞DNA，克隆H基因，用BsrGⅠ進行切割，電泳后用放射性同位素標記的H基因片段為探針進行 DNA分子雜交DNA分子雜交，實驗結果如圖2所示。圖中樣品 22代表的F0個體中部分H基因已被敲除。
（4）將F0代與野生型魚雜交，再從F1代魚中篩選出某些個體相互交配，在F2代幼體發育至神經胚期時進行觀察和計數，結果如下表所示。
| F2中正常幼體數 | F2中畸形（無口和鰓，尾部彎曲）幼體數 | |
| 第一組 | 101 | 29 |
| 第二組 | 106 | 33 |
| 第三組 | 98 | 31 |
雜合子
雜合子
（雜合子/純合子），H基因的遺傳符合 基因分離
基因分離
定律。隨著幼體繼續發育，進一步檢測到的各組中正常個體數與畸形個體數的比例將會 升高
升高
。【答案】自然選擇（進化）；轉錄；顯微注射；缺失；DNA分子雜交；2；雜合子；基因分離；升高
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：33引用：1難度：0.6
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1．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為終止密碼子（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的。常規的基因治療是將正?；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強烈的免疫反應仍然是巨大的挑戰。
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，是相關基因發生無義突變，產生終止密碼子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，發現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，實現對該病癥的有效治療，其療效可以持續半年以上。
從整體來看，G418在促進跨越無義突變位點繼續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穩態，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發生識別，引發內吞，進入細胞后釋放單鏈DNA作為模板，利用宿主細胞的催化合成其互補DNA鏈，再經過過程產生sup-tRNA。
（2）除了引入的氨基酸較為單一，不影響內源tRNA穩態，我們還可推斷，用于治療的sup-tRNA在正常終止密碼子處（填“能”或“不能”）繼續往后翻譯，具有很高的安全性。
（3）研究者構建mldua突變基因和Flag基因融合的載體，目的是通過檢測來確定是否跨越無義突變位點繼續向后翻譯。實驗結果表明，相比于化合物G418，sup-tRNA在促進無義突變位點的翻譯方面更加有效，支持這一結論的依據是：。
（4）有文獻報道，已在近1000個不同的人類基因中發現了7500多個無義突變。常規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。據此說明sup-tRNA的應用價值。發布：2025/1/3 8:0:1組卷：28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>
發布：2024/12/31 0:30:1組卷：115引用：7難度：0.7 -
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為材料通過法獲得cDNA，該方法依據的原理是，通過這種方法獲得的基因中因缺乏和結構，導致將其直接導入受體細胞中不能復制和表達。
（2）與選用老葉相比，選用嫩葉更容易提取到mRNA，原因是，且提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是。
（3）將從cDNA文庫中獲得的幾丁質酶基因和質粒載體用酶和DNA連接處理后連接起來，構建基因表達載體，DNA連接酶催化形成的化學鍵是。發布：2025/1/5 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.7
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