2018年11月，南方科技大學副教授賀建奎藉助基因編輯技術，誕生了第一例能天然抵抗HIV的嬰兒。CRISPR/...

問題詳情：

2018年11月，南方科技大學副教授賀建奎藉助基因編輯技術，誕生了第一例能天然抵抗HIV的嬰兒。CRISPR/Cas9基因編輯技術可簡單、準確地進行基因定點編輯。其原理是由一條單鏈嚮導RNA引導核*內切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割。通過設計嚮導RNA中20個鹼基的識別序列，可人為選擇DNA上的目標位點進行切割（如圖所示）。請據圖分析：

（1）嚮導RNA中的雙鏈區遵循_____________。

（2）若α鏈剪切位點附近序列為……TCCAGAATC……，則相應的識別序列為_______________________。

（3）Cas9蛋白由基因C指導在________中合成。圖*代表的是一個________分子的結構簡圖，組成該分子的單體是_________，圖中被運輸的氨基*是________。（脯氨*密碼子為CCG，精氨*密碼子為CGG，*氨*密碼子為GCC，甘氨*密 碼子為GGC）

（4）基因C在編碼蛋白質時，控制最前端幾個氨基*的DNA序列如圖乙所示（起始密碼子為AUG或GUG）。在發生轉錄時，作為模板鏈的是圖中的________（填“a”或“b”）鏈。若由於基因C中一個鹼基對發生替換，而導致合成的肽鏈中第3 位氨基*變成了亮氨*（密碼子有CUU、CUC、CUA、CUG），則該基因中鹼基對替換情況是___________。

【回答】

鹼基互補配對原則    ．．．．．．UCCAGAAUC．．．．．．    核糖體    tRNA    核糖核苷*    *氨*    b    G//C 替換成 C//G   

【分析】

據圖分析，圖*中目標DNA中間的一條鏈上的鹼基序列與嚮導RNA的識別序列鹼基互補配對，引導核*內切酶Cas9將目標DNA的該片段兩條單鏈都切開；圖乙為基因C的結構圖，含有兩條單鏈；圖*為tRNA，是翻譯過程中轉運氨基*的根據，其下端的三個鹼基為反密碼子，與mRNA上的密碼子配對。

【詳解】

（1）嚮導RNA中的雙鏈區應遵循鹼基互補配對原則。

（2）由於圖中的識別序列和α鏈上的鹼基序列都與對應的DNA單鏈上的鹼基互補配對，所以嚮導RNA上相應的識別序列為 ．．．．．．UCCAGAAUC．．．．．．。

（3）Cas9蛋白屬於蛋白質，在核糖體中合成；圖*代表的是tRNA分子的結構簡圖，組成該分子的單體是核糖核苷*；tRNA運輸的氨基*由mRNA上的密碼子來決定，而密碼子的閲讀順序應沿圖*中核糖體的移動方向來閲讀，故密碼子應為GCC，其決定的氨基*為*氨*。

（4）分析圖乙可知，由於密碼子為AUG或GUG，其對應的模板鏈上的鹼基序列為TAC或CAC，因此模板鏈為b鏈；以b鏈為模板轉錄成的mRNA的鹼基序列為GUAUGCAAGUCUCC， AUG為起始密碼子，故第3個氨基*的密碼子為GUC，若由於基因C中一個鹼基對發生替換，而導致合成的肽鏈中第3位氨基*變成了亮氨*，其密碼子有CUU、CUC、CUA、CUG，則對比GUC可知，密碼子由GUC變成 了 CUC，故推知該基因中鹼基對替換情況是G//C替換成C//G。

【點睛】

解答本題的關鍵是掌握遺傳信息的表達過程及其發生的場所，根據鹼基互補配對原則分析圖*中的識別序列以及圖乙模板鏈的種類，並能夠根據密碼子的種類判斷氨基*的種類和發生改變的鹼基情況。

知識點：基因編輯技術

題型：綜合題