CRISPER/Cas9基因編輯系統(tǒng)是由Cas9核酸酶與單鏈向?qū)NA（sgRNA）形成的穩(wěn)定核糖核蛋白復(fù)合物，能識(shí)別和切割特定的核苷酸片段，該系統(tǒng)可用于基因的敲除、編輯、表達(dá)調(diào)控等諸多領(lǐng)域。圖為釀膿鏈球菌Cas9 核酸酶（SpyCas9）在sgRNA指導(dǎo)下，對(duì)靶位點(diǎn)進(jìn)行切割產(chǎn)生DNA雙鏈斷裂的過程示意圖。請(qǐng)回答下列問題：
（1）CRISPER/Cas9系統(tǒng)所含有的化學(xué)組分與細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器核糖體核糖體相似，研究發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)僅存在于細(xì)菌和古菌中，是這些原核生物經(jīng)過長(zhǎng)期進(jìn)化形成的抵御噬菌體噬菌體、質(zhì)粒質(zhì)粒等入侵的免疫機(jī)制。
（2）早期CRISPER/Cas9基因編輯技術(shù)的應(yīng)用有一些限制條件：首先，待編輯的區(qū)域附近需要存在相對(duì)保守的PAM 序列（ NGG，N為任意堿基）；其次，sgRNA的5’5’端要與PAM上游的序列堿基互補(bǔ)配對(duì)。sgRNA雙鏈區(qū)和識(shí)別序列的雜合區(qū)相比較，后者特有的堿基配對(duì)方式是A-TA-T。對(duì)PAM序列的依賴妨礙了CRISPR/Cas9的應(yīng)用，研究人員嘗試通過突變的方法拓寬PAM序列的范圍，研制出的SpG突變體需要的PAM序列為NGN，該突變將PAM序列的范圍擴(kuò)大到原來的44倍。
（3）CRISPER/Cas9基因編輯技術(shù)可用于外源基因?qū)耄c傳統(tǒng)的基因工程相比，其明顯的優(yōu)點(diǎn)是降低了因目的基因隨機(jī)插入宿主細(xì)胞DNA引起的生物安全性問題降低了因目的基因隨機(jī)插入宿主細(xì)胞DNA引起的生物安全性問題；該技術(shù)還可用于基因敲除，但可能會(huì)造成巨大風(fēng)險(xiǎn)如脫靶效應(yīng)，且基因敲除本身還可能因一個(gè)基因可能與多種性狀有關(guān)一個(gè)基因可能與多種性狀有關(guān)導(dǎo)致意想不到的后果，故該技術(shù)應(yīng)慎用于人類的基因編輯。
（4）鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由血紅蛋白的β亞基基因突變引起的，有缺陷的血紅蛋白導(dǎo)致變形紅細(xì)胞無法很好地?cái)y帶O2。請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息提出利用CRISPER/Cas9基因編輯技術(shù)治療鐮刀型細(xì)胞貧血癥的方案。將突變的β亞基基因修復(fù)將突變的β亞基基因修復(fù)。
【考點(diǎn)】基因工程在農(nóng)牧、醫(yī)療、食品等方面的應(yīng)用．
【答案】核糖體；噬菌體；質(zhì)粒；5’；A-T；4；降低了因目的基因隨機(jī)插入宿主細(xì)胞DNA引起的生物安全性問題；一個(gè)基因可能與多種性狀有關(guān)；將突變的β亞基基因修復(fù)
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：48引用：1難度：0.7
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1．人類基因組計(jì)劃測(cè)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 -
2．基因編輯是指將外源DNA片段導(dǎo)入染色體DNA特定位點(diǎn)或刪除基因內(nèi)部片段，定點(diǎn)改造基因，獲得預(yù)期的生物體基因序列發(fā)生改變的技術(shù)。如圖是對(duì)某生物B基因進(jìn)行基因編輯的過程，該過程中用sgRNA指引內(nèi)切核酸酶Cas9結(jié)合到特定的靶位點(diǎn)。下列分析不合理的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/30 21:30:1組卷：4引用：2難度：0.7 -
3．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(gè)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?；虻腸DNA序列或是有治療價(jià)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(huì)導(dǎo)致副作用。盡管基因編輯可以實(shí)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(qiáng)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(duì)原則可以識(shí)別無義突變的終止密碼子，使得mRNA在翻譯至無義突變位點(diǎn)時(shí)不啟動(dòng)翻譯終止而是繼續(xù)向后進(jìn)行翻譯，獲得有功能的全長(zhǎng)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(duì)該無義突變?cè)O(shè)計(jì)的sup-tRNA表達(dá)載體（產(chǎn)生的sup-tRNA能夠識(shí)別UAG并攜帶酪氨酸Tyr,簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)顯示能夠降低黏多糖過度積存，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(diǎn)繼續(xù)翻譯時(shí)引入的氨基酸較為隨機(jī)，而sup-tRNA引入的氨基酸較為單一，且不會(huì)影響內(nèi)源tRNA穩(wěn)態(tài)，所以sup-tRNA在個(gè)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(shí)，作為載體的重組腺相關(guān)病毒與靶細(xì)胞膜上的發(fā)生識(shí)別，引發(fā)內(nèi)吞，進(jìn)入細(xì)胞后釋放單鏈DNA作為模板，利用宿主細(xì)胞的催化合成其互補(bǔ)DNA鏈，再經(jīng)過過程產(chǎn)生sup-tRNA。
（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（填“能”或“不能”）繼續(xù)往后翻譯，具有很高的安全性。
（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(cè)來確定是否跨越無義突變位點(diǎn)繼續(xù)向后翻譯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于化合物G418，sup-tRNA在促進(jìn)無義突變位點(diǎn)的翻譯方面更加有效，支持這一結(jié)論的依據(jù)是：。
（4）有文獻(xiàn)報(bào)道，已在近1000個(gè)不同的人類基因中發(fā)現(xiàn)了7500多個(gè)無義突變。常規(guī)的基因治療需要為每種疾病設(shè)計(jì)獨(dú)特的治療策略，這將是一項(xiàng)耗費(fèi)驚人的項(xiàng)目。據(jù)此說明sup-tRNA的應(yīng)用價(jià)值。發(fā)布：2025/1/3 8:0:1組卷：26引用：1難度：0.6
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