Hedgehog基因（H）廣泛存在于無脊椎動物和脊椎動物中，在胚胎發(fā)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(fā)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?yún)^(qū)能夠結合H基因上特定的序列，F(xiàn)區(qū)則能在該序列處將DNA雙鏈切開，如圖所示。
①根據(jù)TALE蛋白的功能設計出其氨基酸序列，再根據(jù)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(fā)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(fā)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(fā)育至神經(jīng)胚期時進行觀察和計數(shù)，結果如下表所示。
| F2中正常幼體數(shù) | F2中畸形（無口和鰓，尾部彎曲）幼體數(shù) | |
| 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(xù)發(fā)育，進一步檢測到的各組中正常個體數(shù)與畸形個體數(shù)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(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：31引用：1難度：0.6
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1．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(fā)布：2024/12/31 0:30:1組卷：112引用：7難度：0.7 -
2．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?yōu)榻K止密碼子（UAA、UAG或UGA），從而使肽鏈合成提前終止，造成蛋白質的功能改變，引發(fā)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(fā)的。常規(guī)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(xiàn)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(fā)強烈的免疫反應仍然是巨大的挑戰(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(xù)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(fā)生無義突變，產(chǎn)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(chǎn)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(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(xiàn)對該病癥的有效治療，其療效可以持續(xù)半年以上。
從整體來看，G418在促進跨越無義突變位點繼續(xù)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(wěn)態(tài)，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(fā)生識別，引發(fā)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(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(xù)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(jù)是：。
（4）有文獻報道，已在近1000個不同的人類基因中發(fā)現(xiàn)了7500多個無義突變。常規(guī)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(jù)此說明sup-tRNA的應用價值。發(fā)布：2025/1/3 8:0:1組卷：26引用：1難度：0.6 -
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(chǎn)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(jù)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(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.7
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