Question

【題目】CCR5是人體的正常基因，其編碼的細(xì)胞膜CCR5蛋白是HIV-I(人類(lèi)免疫缺陷病毒I型）感染的“入口”。有研究用“CRISPR/Cas9”技術(shù)對(duì)該基因進(jìn)行定點(diǎn)編輯并植入胚胎。圖1、圖2分別為相關(guān)的技術(shù)原理和實(shí)施過(guò)程。

（1）將Cas9蛋白和向?qū)�RNA序列注入受精卵的方法稱(chēng)為____________________技術(shù)。

據(jù)圖1可知，“CRISPR/Cas9”技術(shù)中，首先由具識(shí)別序列的________________引導(dǎo)定位至目標(biāo)DNA序列，然后由Cas9蛋白將DNA切斷。這兩種物質(zhì)的作用結(jié)果類(lèi)似于基因工程中______________的作用，若識(shí)別序列為……UCCAGAAUC……則DNA對(duì)應(yīng)區(qū)域α鏈的堿基序列為___________________。

（2）基因編輯過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生“脫靶”（對(duì)CCR5基因以外的其他基因進(jìn)行了編輯）現(xiàn)象，最可能的原因是__________________________________________________________________。

（3）胚胎2的兩個(gè)變異CCR5基因編碼的蛋白質(zhì)中，氨基酸數(shù)目都減少，其原因是___________________都可能使轉(zhuǎn)錄出的mRNA序列改變，導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn)。變異的CCR5蛋白無(wú)法裝配到細(xì)胞膜上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)HIV-I的抗性。

Answer 1

【答案】顯微注射 向?qū)?/span>RNA 限制酶 ……TCCAGAATC…… 其他基因中有可被向?qū)?/span>RNA識(shí)別的序列（與向?qū)?/span>RNA識(shí)別序列互補(bǔ)的序列） 基因中堿基對(duì)的增添、缺失

【解析】

分析題圖1“CRISPR/Cas9”技術(shù)中，首先由向?qū)?/span>RNA引導(dǎo)定位至目標(biāo)DNA序列，通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)向?qū)?/span>RNA與目標(biāo)DNA的一條鏈互補(bǔ)配對(duì)，然后由Cas9蛋白將DNA切斷，然后再重新連接，這樣隨機(jī)切掉或增加幾個(gè)堿基對(duì)，導(dǎo)致基因突變。

（1）圖中信息“用細(xì)針將向?qū)?/span>RNA序列和Cas9蛋白注入受精卵”，所以所用的方法為顯微注射技術(shù)。由圖1可知在“CRISPR/Cas9”技術(shù)中，具識(shí)別序列的是向?qū)?/span>RNA，其作用是引導(dǎo)定位至目標(biāo)DNA序列，然后由Cas9蛋白將DNA切斷。這兩種物質(zhì)的作用結(jié)果類(lèi)似于基因工程中限制酶（識(shí)別特定序列的脫氧核苷酸序列并切割特定的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵）的作用，從圖1中可以看出向?qū)?/span>RNA與目標(biāo)DNA的β鏈互補(bǔ)配對(duì)，DNA的β鏈原來(lái)與α鏈堿基互補(bǔ)，則DNA對(duì)應(yīng)區(qū)域α鏈的堿基序列為……TCCAGAATC……。

（2）基因編輯過(guò)程向?qū)?/span>RNA識(shí)別目標(biāo)DNA的序列，若其他基因中有可被向?qū)?/span>RNA識(shí)別的序列（與向?qū)?/span>RNA識(shí)別序列互補(bǔ)的序列），則基因編輯過(guò)程中就可能會(huì)產(chǎn)生“脫靶”（對(duì)CCR5基因以外的其他基因進(jìn)行了編輯）現(xiàn)象。

（3）圖2中胚胎2的兩個(gè)CCR5基因增添或缺失了幾對(duì)堿基對(duì)，可能使轉(zhuǎn)錄出的mRNA序列改變，導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn)，最終使兩個(gè)變異CCR5基因編碼的蛋白質(zhì)中，氨基酸數(shù)目都減少，變異的CCR5蛋白無(wú)法裝配到細(xì)胞膜上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)HIV-I的抗性。