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蜂毒肽又称蜂毒溶血肽,是蜂毒的主要活性成分之一,在抗菌、消炎、抗肿瘤乃至肌肉再生等方面具有一定应用价值。蜂毒前溶血肱原是prepromelittin基因(以下简称PL基因)的表达产物,在蜜蜂体内合成后首先加工成蜂毒溶血肽原(蜂毒肽前体蛋白),其可被进一步水解而形成蜂毒肽。与蜂毒肽相比,蜂毒前溶血肽原具有较大的溶解度,且对细胞的破坏能力小,可以考虑利用基因工程方法在体外合成蜂毒肽的前体产物。
(1)生产蜂毒肽常选用微生物做受体细胞,优点是
微生物生理结构和遗传物质简单,生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作
微生物生理结构和遗传物质简单,生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作
;通过原核细胞
不能
不能
(填“能”或“不能”)直接获得蜂毒肽吗,原因是
原核细胞无内质网和高尔基体,无法对表达出的蜂毒前溶血肽原进行加工
原核细胞无内质网和高尔基体,无法对表达出的蜂毒前溶血肽原进行加工

(2)为了解决(1)中的问题,对蜂毒前溶血肽原基因进行改造(如图1),以便于后期用羟胺(一种能专一性裂解特定两个氨基酸之间肽键的化合物)对生产出的蜂毒前溶血肽原进行裂解获得蜂毒肽。观察图1可知,改造后的DNA序列长度为
213
213
bp,根据改造前后氨基酸序列的变化推测羟胺的识别位点是
Asn-Gly
Asn-Gly
,获得该位点操作是
在蜂毒肽对应的核酸序列前加入AAC,使其表达Asn从而形成Asn•Gly位点
在蜂毒肽对应的核酸序列前加入AAC,使其表达Asn从而形成Asn•Gly位点
。除此之外,与原DNA序列相比,改造后的序列中删除了Gly的对应序列
GGT
GGT
,推测删除的理由是
蜂毒肽末端没有Gly
蜂毒肽末端没有Gly


注;图中所示的“原DNA序列”为蜂毒前溶血肽原的编码区序列的编码链,即转录时所用模板链的互补链。①甲硫氨酸,缩写为M,由起始密码子AUG编码;②丙氨酸(Asn),缩写为N;③甘氨酸(Gly),缩写为G,由密码子GGU、GGC、GGA、GGG编码。
(3)根据改造后的基因序列,利用人工化学合成方法进行全基因合成,设计并合成引物对合成基因进行PCR扩增,将PCR产物和pGEX-4T-1载体利用
EcoRI、SalI和DNA连接
EcoRI、SalI和DNA连接
酶进行基因表示载体的构建,获得蜂毒前溶血肽原与GST(一种标签蛋白)融合表达重组质粒pGEX-4T-1/PPMel(见图2)。已知扩增PL基因时设计的一条引物的序列是:引物M1:5′-GACACGAATTC-3′,已知EcoRⅠ的识别序列是GAATTC,请续写出该引物的后8个碱基
5'-ATGAAATT-3'
5'-ATGAAATT-3'

【答案】微生物生理结构和遗传物质简单,生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作;不能;原核细胞无内质网和高尔基体,无法对表达出的蜂毒前溶血肽原进行加工;213;Asn-Gly;在蜂毒肽对应的核酸序列前加入AAC,使其表达Asn从而形成Asn•Gly位点;GGT;蜂毒肽末端没有Gly;EcoRI、SalI和DNA连接;5'-ATGAAATT-3'
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:42引用:3难度:0.6
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  • 1.学习以下材料,回答(1)~(4)题。
    利用抑制性tRNA进行无义突变遗传病的治疗
    无义突变是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子(UAA、UAG或UGA),从而使肽链合成提前终止,造成蛋白质的功能改变,引发相关疾病。约有10%~15%的人类基因相关遗传疾病是由无义突变引发的。常规的基因治疗是将正常基因的cDNA序列或是有治疗价值的基因(如CRISPR-Cas9相关的基因编辑工具)通过一定的方式导入人体靶细胞内,达到替代或修复缺陷基因、治疗疾病的目的。导入基因插入位置不当、过高或过低表达,都可能会导致副作用。尽管基因编辑可以实现生理水平的基因表达,但基因编辑工具引入外源蛋白可能引发强烈的免疫反应仍然是巨大的挑战。
    抑制性tRNA(sup-tRNA)由天然tRNA改造而来,它的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子,使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译,获得有功能的全长蛋白。
    I型黏多糖贮积症的病因,是相关基因发生无义突变,产生终止密码子UAG。研究者构建小鼠该突变基因mldua和Flag基因融合的载体(图1),以及针对该无义突变设计的sup-tRNA表达载体(产生的sup-tRNA能够识别UAG并携带酪氨酸Tyr,简写作sup-tRNATyr),将其导入细胞进行研究,发现与具有相似作用的化合物G418比较,sup--tRNA的作用更加显著(图2);进一步利用重组腺相关病毒作为载体将sup-tRNA导入患病小鼠模型中,实验显示能够降低黏多糖过度积存,实现对该病症的有效治疗,其疗效可以持续半年以上。

    从整体来看,G418在促进跨越无义突变位点继续翻译时引入的氨基酸较为随机,而sup-tRNA引入的氨基酸较为单一,且不会影响内源tRNA稳态,所以sup-tRNA在个体治疗中具有很高的安全性,因而在未来基因突变引起的疾病相关治疗中具有非常大的应用前景。
    (1)侵染时,作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的
     
    发生识别,引发内吞,进入细胞后释放单链DNA作为模板,利用宿主细胞的
     
    催化合成其互补DNA链,再经过
     
    过程产生sup-tRNA。
    (2)除了引入的氨基酸较为单一,不影响内源tRNA稳态,我们还可推断,用于治疗的sup-tRNA在正常终止密码子处
     
    (填“能”或“不能”)继续往后翻译,具有很高的安全性。
    (3)研究者构建mldua突变基因和Flag基因融合的载体,目的是通过检测
     
    来确定是否跨越无义突变位点继续向后翻译。实验结果表明,相比于化合物G418,sup-tRNA在促进无义突变位点的翻译方面更加有效,支持这一结论的依据是:
     

    (4)有文献报道,已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变。常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略,这将是一项耗费惊人的项目。据此说明sup-tRNA的应用价值。

    发布:2025/1/3 8:0:1组卷:28引用:1难度:0.6
  • 2.人类基因组计划测定了人体的24条染色体,这24条染色体是(  )

    发布:2024/12/31 0:30:1组卷:115引用:7难度:0.7
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    (1)图示以mRNA为材料通过
     
    法获得cDNA,该方法依据的原理是
     
    ,通过这种方法获得的基因中因缺乏
     
     
    结构,导致将其直接导入受体细胞中不能复制和表达。
    (2)与选用老叶相比,选用嫩叶更容易提取到mRNA,原因是
     
    ,且提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是
     

    (3)将从cDNA文库中获得的几丁质酶基因和质粒载体用
     
    酶和DNA连接处理后连接起来,构建基因表达载体,DNA连接酶催化形成的化学键是
     

    发布:2025/1/5 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.7
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