镰状细胞贫血症是一种遗传病,患者会出现疼痛、贫血、手脚肿胀等症状。
(1)此病是由于编码血红蛋白的β珠蛋白基因中一个碱基对的改变,导致多肽链中某谷氨酸被缬氨酸替换。此种变异属于可遗传变异中的 基因突变基因突变。
(2)血红蛋白由两两相同的4个珠蛋白亚基构成,不同珠蛋白基因在人体发育过程中的表达情况如图1。

人体在胎儿期和出生后血红蛋白的主要组成分别是胎儿期主要由2个α珠蛋白和2个γ珠蛋白组成,出生后主要由2个α珠蛋白和2个β珠蛋白组成胎儿期主要由2个α珠蛋白和2个γ珠蛋白组成,出生后主要由2个α珠蛋白和2个β珠蛋白组成,形成这种差异是基因 选择性表达选择性表达的结果。
(3)BCL是成体红细胞中特异表达的转录因子,科研人员推测该转录因子关闭了γ珠蛋白基因(简称“γ基因”)的表达,而启动β珠蛋白基因的表达。为证明该推测,实验组应选择的材料和检测指标为②⑤⑥②⑤⑥,支持上述推测的预期结果为实验组γ珠蛋白表达量高于对照组,β珠蛋白表达量低于对照组实验组γ珠蛋白表达量高于对照组,β珠蛋白表达量低于对照组。
①野生型小鼠
②BCL基因敲除小鼠
③BCL基因过表达小鼠
④检测α珠蛋白含量
⑤检测β珠蛋白含量
⑥检测γ珠蛋白含量
(4)实验结果证实了上述推测。为确定BCL蛋白在γ基因启动子中的结合位点,科研人员扩增了γ基因启动子不同长度的片段F1~F5,将这些片段分别构建表达载体(如图2),导入敲除BCL基因的受体细胞。
成功转化后,检测出含F1-F4的受体细胞有绿色荧光,含F5的受体细胞无荧光。继续向培养液中添加适量的雌激素,含F1-F3受体细胞不再有荧光,而含F4的受体细胞仍有荧光。据此推测,BCL蛋白结合位点位于 c-dc-d(用字母表示)。
(5)科学家还发现,γ珠蛋白含量多的镰状细胞贫血症患者症状较轻。请结合以上研究,提出利用病人的造血干细胞对镰状细胞贫血症进行基因治疗的思路。 敲除病人造血干细胞的BCL基因,筛选γ珠蛋白含量多的造血干细胞,体外大量培养后输入病人体内敲除病人造血干细胞的BCL基因,筛选γ珠蛋白含量多的造血干细胞,体外大量培养后输入病人体内。
【答案】基因突变;胎儿期主要由2个α珠蛋白和2个γ珠蛋白组成,出生后主要由2个α珠蛋白和2个β珠蛋白组成;选择性表达;②⑤⑥;实验组γ珠蛋白表达量高于对照组,β珠蛋白表达量低于对照组;c-d;敲除病人造血干细胞的BCL基因,筛选γ珠蛋白含量多的造血干细胞,体外大量培养后输入病人体内
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:37引用:3难度:0.7
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