新冠病毒是一種RNA病毒,其主要通過其表面刺突蛋白(S蛋白)與人體細胞上的“血管緊張素轉化酶2(ACE2)”受體結合實現感染。各類新冠病毒疫苗的研發都是基于這個主要的理論基礎,即以S蛋白基因為靶點,通過表達S蛋白,誘導人體產生免疫能力,從而實現預防感染的目的。以下是兩條疫苗研究技術路線:
A.疫苗研究技術路線1:體外表達疫苗--重組疫苗。
提取新冠病毒RNA,獲取S蛋白基因,構建S蛋白基因表達載體,導入釀酒酵母,合成并分泌S蛋白質(疫苗),注射人體,產生免疫。
B.疫苗研究技術路線2:體內表達疫苗--病毒載體疫苗。
提取新冠病毒RNA,獲取S蛋白基因,將 S蛋白基因轉入復制缺陷型腺病毒的基因組內,獲得疫苗。接種該疫苗后,腺病毒載體會進入人體細胞,由于基因缺陷,腺病毒本身無法復制,但其內的S蛋白基因會啟動產生S蛋白,這種S蛋白會從細胞內轉移到細胞外,誘導人體產生免疫。
據上述材料結合所學知識,回答下列問題:
(1)兩條技術路線中,獲取S蛋白基因的方法是:提取病毒RNA,通過逆轉錄逆轉錄 過程合成S蛋白基因,再用PCR技術擴增S蛋白基因。設計擴增S蛋白基因所需的引物時,不可以將一端引物設計為含GAATTC序列,理由是:引物會與自身堿基互補配對,無法與模板鏈結合(引物與引物之間也可以形成雙鏈,引物會與自身堿基互補配對,降低引物與模板間結合的效率)引物會與自身堿基互補配對,無法與模板鏈結合(引物與引物之間也可以形成雙鏈,引物會與自身堿基互補配對,降低引物與模板間結合的效率)。
(2)技術路線1中,常使用兩種酶切割載體。這里的酶是限制性核酸內切酶限制性核酸內切酶;與單酶切相比,優點是:避免目的基因與質粒(運載體)的反向鏈接物,或者目的基因自身連接物與質粒自身連接物避免目的基因與質粒(運載體)的反向鏈接物,或者目的基因自身連接物與質粒自身連接物。體外表達技術在疫苗領域已經非常成熟,但由于S蛋白中含有受體酵母菌自身分泌的內源蛋白,所以提純提純比較復雜;
(3)技術路線2中,相當于把人體細胞當作了疫苗工廠,大大簡化了疫苗生產過程。無法自我復制的腺病毒也會被人體免疫機制清理掉,提高了疫苗的安全性安全性。但是絕大多數人成長過程中曾感染過腺病毒,短期內體內可能存在能中和腺病毒載體的抗體抗體,從而降低降低(用“加強/降低”作答)疫苗效果,這就是預存免疫。
【考點】基因工程在農牧、醫療、食品等方面的應用.
【答案】逆轉錄;引物會與自身堿基互補配對,無法與模板鏈結合(引物與引物之間也可以形成雙鏈,引物會與自身堿基互補配對,降低引物與模板間結合的效率);限制性核酸內切酶;避免目的基因與質粒(運載體)的反向鏈接物,或者目的基因自身連接物與質粒自身連接物;提純;安全性;抗體;降低
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:37引用:2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常基因的cDNA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
(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
(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( )
A.24對同源染色體的各一條 B.隨機抽取24條染色體 C.全部的常染色體 D.22對常染色體的各一條和X、Y染色體 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
(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布:2025/1/5 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.7
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