全球新冠肺炎疫情仍在流行,防控疫情最有效、最经济的办法就是接种疫苗。目前我国疫苗研发取得可喜进展,新冠疫苗接种工作也有序展开。2021年2月,陈薇院士团队成功开发了一种以人复制缺陷腺病毒为载体的重组新型冠状病毒基因疫苗,目前已获批上市。请回答下列问题。
(1)已知新冠病毒的S抗原基因编码的S蛋白在感染人体细胞的过程中起到关键作用。制备腺病毒载体新冠病毒疫苗时,首先需要在逆转录酶逆转录酶的作用下,以新冠病毒的遗传物质RNA为模板经过逆转录得到S抗原基因。接着常利用PCR技术扩增S抗原基因,为了便于S抗原基因与腺病毒载体的连接,需要在引物的3'3'(填“3'”或“5'”)端加上限制酶切割位点。
(2)S抗原基因整合进腺病毒基因组时,需将S抗原基因插在腺病毒载体的启动子和终止子之间,原因
是:使S抗原基因能正确表达出S蛋白(从而激发人体产生抵抗新冠病毒的抗体和记忆细胞)使S抗原基因能正确表达出S蛋白(从而激发人体产生抵抗新冠病毒的抗体和记忆细胞);且腺病毒中负责复制的关键基因片段也被剪切掉,目的是:使腺病毒载体在人体细胞中无法复制,从而避免危害人体细胞使腺病毒载体在人体细胞中无法复制,从而避免危害人体细胞。
(3)注射以上腺病毒载体疫苗后也难以使人类彻底摆脱新冠病毒,可能的原因有:由于新冠病毒的遗传物质是单链RNA,结构不稳定容易发生变异;记忆细胞在体内存活的时间有限;抗S蛋白的抗体在人体内存留时间有限由于新冠病毒的遗传物质是单链RNA,结构不稳定容易发生变异;记忆细胞在体内存活的时间有限;抗S蛋白的抗体在人体内存留时间有限(至少答出两点)。
(4)研究人员还可将S蛋白注入动物体内,一段时间后从脾脏中获取浆细胞,与骨髓瘤细胞融合,并利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞杂交瘤细胞。接着经过多次筛选获得针对S蛋白的单克隆抗体单克隆抗体。利用该方法制备的产物来治疗新冠肺炎的原理是抗原和抗体的特异性结合抗原和抗体的特异性结合。
【答案】逆转录酶;3';使S抗原基因能正确表达出S蛋白(从而激发人体产生抵抗新冠病毒的抗体和记忆细胞);使腺病毒载体在人体细胞中无法复制,从而避免危害人体细胞;由于新冠病毒的遗传物质是单链RNA,结构不稳定容易发生变异;记忆细胞在体内存活的时间有限;抗S蛋白的抗体在人体内存留时间有限;杂交瘤细胞;单克隆抗体;抗原和抗体的特异性结合
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:27引用:1难度:0.5
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1.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 -
2.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
(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
(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
(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 -
3.几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,自然界有些植物能产生几丁质酶催化几丁质水解从而抵抗真菌感染。通过基因工程将几丁质酶基因转入没有抗性的植物体内,可增强其抗真菌的能力。如图表示为获取几丁质酶基因而建立cDNA文库的过程。
(1)图示以mRNA为材料通过
(2)与选用老叶相比,选用嫩叶更容易提取到mRNA,原因是
(3)将从cDNA文库中获得的几丁质酶基因和质粒载体用发布:2025/1/5 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.7