由新型冠狀病毒引起的新型冠狀病毒肺炎正在世界蔓延。人們期盼通過安全有效的新冠疫苗來遏制這場大流行。如表為三種新冠病毒疫苗的研發方法及技術路線,回答下列問題:
方法 | 技術路線 |
基因工程疫苗 | S蛋白基因→基因表達載體→大腸桿菌→S蛋白→人體 |
腺病毒載體重組疫苗 | S蛋白基因→腺病毒基因表達載體→人體 |
mRNA疫苗 | S蛋白基因→基因表達載體→大腸桿菌→mRNA→人體 |
PCR
PCR
技術獲取和擴增新冠病毒的S蛋白基因。擴增時,除了模板、四種脫氧核苷酸,還需要加入 Taq酶(或耐高溫的DNA聚合酶)
Taq酶(或耐高溫的DNA聚合酶)
和引物。當該過程消耗了62個引物時,則進行了 5
5
輪DNA復制。(2)基因工程疫苗研制過程中,常用大腸桿菌作為受體細胞的原因是
繁殖快,多為單細胞,遺傳物質相對少
繁殖快,多為單細胞,遺傳物質相對少
。若目的 基因產物(或S蛋白)
基因產物(或S蛋白)
基因進入受體細胞穩定存在并表達,則說明目的基因完成了轉化,從分子水平的角度可用 抗原—抗體雜交
抗原—抗體雜交
進行檢測。(3)腺病毒載體疫苗是將S蛋白基因重組到改造后的腺病毒內,改造后的腺病毒載體應具備的條件是
對宿主細胞無害、能夠在宿主細胞中自我復制、具有(一至多個)限制酶切割位點和標記基因
對宿主細胞無害、能夠在宿主細胞中自我復制、具有(一至多個)限制酶切割位點和標記基因
(寫出兩點)。(4)以S蛋白作為抗原制備單克隆抗體用于治療,單克隆抗體制備過程中需要對培養細胞進行篩選,第一次篩選的目的是得到雜交瘤細胞,該細胞的特點是
既能大量增殖,又能產生抗體
既能大量增殖,又能產生抗體
。(5)有人說“新冠病毒是RNA病毒,易發生變異,病毒變異后現用新冠疫苗便失去其功能”,請依據免疫學原理進行評價:
注射疫苗能刺激機體產生抗體和記憶細胞,抗體和記憶細胞都有特異性,只能針對原有的抗原發生免疫反應。由于新冠病毒是RNA病毒,易發生變異,病毒變異后,不能被體內的抗體和記憶細胞識別,故現用新冠疫苗便失去其功能。也可能病毒變異沒有導致其S蛋白結構改變,則現用新冠疫苗仍然有效
注射疫苗能刺激機體產生抗體和記憶細胞,抗體和記憶細胞都有特異性,只能針對原有的抗原發生免疫反應。由于新冠病毒是RNA病毒,易發生變異,病毒變異后,不能被體內的抗體和記憶細胞識別,故現用新冠疫苗便失去其功能。也可能病毒變異沒有導致其S蛋白結構改變,則現用新冠疫苗仍然有效
。【考點】基因工程在農牧、醫療、食品等方面的應用.
【答案】PCR;Taq酶(或耐高溫的DNA聚合酶);5;繁殖快,多為單細胞,遺傳物質相對少;基因產物(或S蛋白);抗原—抗體雜交;對宿主細胞無害、能夠在宿主細胞中自我復制、具有(一至多個)限制酶切割位點和標記基因;既能大量增殖,又能產生抗體;注射疫苗能刺激機體產生抗體和記憶細胞,抗體和記憶細胞都有特異性,只能針對原有的抗原發生免疫反應。由于新冠病毒是RNA病毒,易發生變異,病毒變異后,不能被體內的抗體和記憶細胞識別,故現用新冠疫苗便失去其功能。也可能病毒變異沒有導致其S蛋白結構改變,則現用新冠疫苗仍然有效
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:13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