請閱讀材料,分析回答下列問題:
“剪接”創(chuàng)造生命的精彩復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯是所有生物共同遵循的遺傳信息傳遞法則,被稱為“中心法則”。而對于真核生物而言,中心法則還必須加上關(guān)鍵一步——剪接。
在遺傳信息的傳遞中,由DNA轉(zhuǎn)錄而來的RNA不能直接翻譯成蛋白質(zhì)。因為轉(zhuǎn)錄形成的pre-mRNA(前體信使RNA)中,交錯分布著編碼蛋白質(zhì)和不編碼蛋白質(zhì)的序列,這兩種序列分別對應(yīng)基因上的外顯子序列和內(nèi)含子序列。而只有經(jīng)過剪接過程,去除內(nèi)含子信息、連接外顯子信息,才能形成可以用來翻譯的成熟mRNA。1977年科學(xué)家通過電子顯微鏡觀察到,一種DNA病毒的單鏈DNA序列和成熟mRNA通過堿基配對結(jié)合之后,單鏈DNA上會伸出一個個環(huán)狀的無法與mRNA結(jié)合的部分,這些環(huán)狀部分的DNA序列是成熟mRNA所沒有的。
在很多情況下同一條pre-mRNA,通過不同的剪接方式可以產(chǎn)生出不同的成熟mRNA。
在一種成熟mRNA中被剪掉的內(nèi)含子信息,可能保留在另一種成熟mRNA中成為外顯子信息,這被稱為可變剪接。此外,外顯子信息的拼接也并不一定按照pre-mRNA中的順序,還可能打亂順序拼接,甚至不同pre-mRNA的“外顯子”序列還可以“跨界”連接。
負責(zé)催化剪接這一復(fù)雜而精巧程序的“機器”便是剪接體。
剪接體是生物體內(nèi)最為復(fù)雜且高度動態(tài)的超大“分子機器”,由幾十至上百個蛋白質(zhì)和數(shù)條RNA構(gòu)成。在執(zhí)行剪接任務(wù)時會不停地變化狀態(tài),安裝上一些“部件”再去除一些“部件”。想要研究剪接體是如何工作的,就必須要對剪接體中每條RNA、蛋白質(zhì)乃至每個原子進行空間的定位。2015年施一公院士帶領(lǐng)的科研團隊在世界上首次解析了酵母菌剪接體高分辨率的空間三維結(jié)構(gòu),2016年又進一步捕捉到剪接體處于不同工作階段的多個構(gòu)象,據(jù)此揭示出pre-mRNA剪接的整體動態(tài)過程。后續(xù)又獲得了人源剪接體不同狀態(tài)的高分辨率結(jié)構(gòu),探明了剪接體組裝、激活和催化的機制。
解析人源剪接體的結(jié)構(gòu),不僅有助于揭示體內(nèi)剪接反應(yīng)的分子機制,也能促進對一些疾病的認識,并為研發(fā)相關(guān)藥物提供了可能。例如,正常的SMN1基因可生產(chǎn)人體發(fā)育與生存必需的運動神經(jīng)元存活蛋白SMA。而脊髓性肌萎縮患者的此基因突變,轉(zhuǎn)錄生成的pre-mRNA在剪接過程中,7號外顯子被當成內(nèi)含子剪切掉。針對上述剪接問題而研發(fā)的藥物甲,能夠提高患者細胞內(nèi)SMA蛋白的產(chǎn)量,從而改善患者的生活狀況。
(1)真核生物遺傳信息從DNA到蛋白質(zhì)的傳遞需要三步,按照順序依次為 轉(zhuǎn)錄、剪接、翻譯轉(zhuǎn)錄、剪接、翻譯。
(2)用于與成熟mRNA配對結(jié)合的單鏈DNA可作為 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄時的模板鏈;單鏈DNA上無法與mRNA結(jié)合的部分是 BB(從下列選項中選擇作答)。
A.外顯子
B.內(nèi)含子
C.外顯子或內(nèi)含子
D.剪接體
(3)有人提出“一種基因只能產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)”,依據(jù)文章信息判斷這種說法是否合理?并說明理由。 否,同一基因轉(zhuǎn)錄形成的pre-mRNA,通過不同的剪接方式可以產(chǎn)生出不同的成熟mRNA,翻譯出不同的蛋白質(zhì)否,同一基因轉(zhuǎn)錄形成的pre-mRNA,通過不同的剪接方式可以產(chǎn)生出不同的成熟mRNA,翻譯出不同的蛋白質(zhì)。
(4)下列對于施一公等科學(xué)家在研究剪接體時的過程和方法的表述,你認為合理的有 ABCABC。
A.按照從局部到整體的思路,先分離出剪接體的部件再分析部件之間的關(guān)系
B.按照從簡單到復(fù)雜的思路,先分析各種細菌的剪接體再分析人類的剪接體
C.按照結(jié)構(gòu)決定功能的思路,先研究了剪接體的分子結(jié)構(gòu)再分析其作用機制
(5)請根據(jù)文中信息推測藥物甲治療脊髓性肌萎縮的作用機制 該藥物可以和與7號外顯子配對的剪接體結(jié)合,從而阻礙對外顯子的剪切該藥物可以和與7號外顯子配對的剪接體結(jié)合,從而阻礙對外顯子的剪切。
【答案】轉(zhuǎn)錄、剪接、翻譯;轉(zhuǎn)錄;B;否,同一基因轉(zhuǎn)錄形成的pre-mRNA,通過不同的剪接方式可以產(chǎn)生出不同的成熟mRNA,翻譯出不同的蛋白質(zhì);ABC;該藥物可以和與7號外顯子配對的剪接體結(jié)合,從而阻礙對外顯子的剪切
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:14引用:1難度:0.6
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(2)圖甲中:①所需要的酶為
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(4)煙草花葉病毒遺傳信息的傳遞過程有發(fā)布:2025/1/15 8:0:2組卷:10引用:3難度:0.7
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